走近江淮汽車：民族汽車品牌如何利用3D打印轉(zhuǎn)型?

2013年，號(hào)稱世界上**輛3D打印汽車Urbee2問世，吸引了全世界的目光；美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室用3D打印技術(shù)打造了一輛外形模仿經(jīng)典跑車謝爾比眼鏡蛇（Shelby Cobra）的跑車，得到了當(dāng)時(shí)美國總統(tǒng)奧巴馬的大力贊賞……近年來，3D打印在汽車制造業(yè)內(nèi)的應(yīng)用迅速發(fā)展，無論是車廠、零部件廠商還是售后服務(wù)供應(yīng)商，3D打印都為其開辟了一條更快捷高效的創(chuàng)新捷徑，使企業(yè)不受傳統(tǒng)制造方式的限制，邁入發(fā)展快車道。
安徽江淮汽車股份有限公司早在2002年就已經(jīng)引入3D打印技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的引進(jìn)成功參與并推動(dòng)了江淮汽車從單一卡車制造商到綜合性汽車制造商的重大轉(zhuǎn)型。安徽江淮汽車的前身是1964年成立的合肥江淮汽車制造廠，****臺(tái)真正意義上的客車專用底盤曾在這里誕生，中國輕卡轎車化潮流也是從這里萌發(fā)。在3D打印等新技術(shù)的推動(dòng)下，江淮汽車這個(gè)古老而年輕的民族汽車品牌正煥發(fā)著勃勃生機(jī)。

    節(jié)約研發(fā)周期，和時(shí)間賽跑

    查看3D打印樣件、處理數(shù)據(jù)文件、檢查設(shè)備參數(shù)……每天，江淮汽車技術(shù)中心產(chǎn)品造型一部技術(shù)經(jīng)理胡鵬都會(huì)例行來到造型車間的3D打印室處理工作，這里有他的老伙計(jì)——一臺(tái)已經(jīng)整整服役13年的工作臺(tái)面600大小的3D打印設(shè)備。從2002年一手籌備3D打印工作室并引入3D打印機(jī)以來，胡鵬和這位親密盟友就一直奮戰(zhàn)在造型部一線。從他手下出爐的3D打印樣件可以說不計(jì)其數(shù)。有人甚至開玩笑地說，他可能是“國內(nèi)操作同一臺(tái)3D打印設(shè)備時(shí)間最長的人”。

    胡鵬向介紹，江淮汽車接觸3D打印技術(shù)之際，正是在江淮汽車重要的轉(zhuǎn)型階段，即從原來單一做卡車的公司向卡車和乘用車一體的綜合型制造商轉(zhuǎn)型。由于原來卡車控制的精度和模式相對(duì)來說比較“簡單和粗暴”，而乘用車在細(xì)節(jié)和品質(zhì)方面需要有一個(gè)很大的提升?；谶@樣的前提，江淮在2002年開始逐步引入3D打印技術(shù)。

    眼前這臺(tái)成型尺寸高達(dá)600mm x 600mm的安靜的大家伙，除了2010年進(jìn)行過一次整體保養(yǎng)維修后，一直兢兢業(yè)業(yè)工作至今，胡鵬對(duì)它也深懷感情?！拔艺J(rèn)為當(dāng)時(shí)的這臺(tái)設(shè)備是我選的比較成功的一臺(tái)設(shè)備?！?br />
    接觸3D打印十余年，胡鵬對(duì)技術(shù)原理了然于心：“這臺(tái)設(shè)備采用了高脈沖頻率的固體激光器、真空吸附刮板、比利時(shí)materialise公司的Magics RP數(shù)據(jù)處理軟件、美國DSM Somos公司提供的樹脂，保障了設(shè)備十幾年的高負(fù)荷穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)自動(dòng)工藝參數(shù)調(diào)整、在線激光功率檢測，掃描速度實(shí)時(shí)調(diào)整，使得設(shè)備成型質(zhì)量很高，機(jī)器的穩(wěn)定性也很好?！?br style="box-sizing:border-box;color:#000000;font-family:"Source Han Sans CN", "pingfang SC", "Microsoft YaHei", helvetica, arial, verdana, tahoma, sans-serif;font-size:16px;" />
    3D打印作為一種先進(jìn)的制造手段，究竟如何幫助汽車企業(yè)？主要優(yōu)勢在于它突破了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)限制，極大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，同時(shí)大大降低研發(fā)成本，并且同步開發(fā)，提升了新產(chǎn)品的可靠性。從內(nèi)飾到輪胎、空氣管道、蓋子、氣動(dòng)模型、缸體、缸蓋、燃油系統(tǒng)、殼體等設(shè)計(jì)及功能驗(yàn)證3D打印都可以大展拳腳，它無需開發(fā)模具便能非常快速地將原型打印出來，開發(fā)人員能通過3D打印件靜態(tài)分析和實(shí)車安裝發(fā)現(xiàn)問題，再和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師技術(shù)溝通，優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高零件的強(qiáng)度和可制造性，簡化零件結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證技術(shù)結(jié)構(gòu)可行性，提高產(chǎn)品成熟度。

    胡鵬向舉了兩個(gè)簡單的例子，比如說汽車的造型階段，需要借助3D打印，用生動(dòng)立體的實(shí)物來展現(xiàn)設(shè)計(jì)師創(chuàng)意。江淮的**款轎車賓悅研發(fā)過程，已經(jīng)有了3D打印的參與。研發(fā)過程中，不少內(nèi)飾設(shè)計(jì)借鑒和參考了市面上比較成熟的車型的元素。在做外形評(píng)審時(shí)，原來用平面的圖片張貼在模型上面，無法體現(xiàn)不同角度的視覺效果。他們于是利用3D打印做了很多內(nèi)飾的旋鈕、按鍵等零部件，全部鑲嵌在模型車上面，非常直觀。目前江淮即將上市的一款純電動(dòng)汽車在汽車外飾造型上也大量采用了3D打印。純白小巧的車身，配上湛藍(lán)的3D打印銘牌、后視鏡等，大大節(jié)約了整個(gè)車身造型的時(shí)間。

    特別值得一提的是，汽車外殼中的隔柵、曲面結(jié)構(gòu)非常多，“最難制作的是那種全網(wǎng)格化的”。這種造型傳統(tǒng)機(jī)床加工是非常困難的，而通過將這些復(fù)雜的局部零部件3D打印之后再鑲嵌進(jìn)整車模型中，可以達(dá)到理想的效果。

    此外，“小批量生產(chǎn)”也是比較典型的應(yīng)用場景——每款新車正式上市前會(huì)有一個(gè)公告環(huán)節(jié)，這個(gè)階段一些零部件還沒有最后成型，傳統(tǒng)方式是外包進(jìn)行手工制作，這就導(dǎo)致每輛車的零部件會(huì)存在偏差。而利用3D打印，能夠一次性小批量制作外觀一模一樣的零部件，保證公告環(huán)節(jié)展示車型的一致性。

    胡鵬說，3D打印原來只是服務(wù)于外觀造型?，F(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于于底盤，變速箱，發(fā)動(dòng)機(jī)等等內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3D打印在公司研發(fā)部門使用的領(lǐng)域已經(jīng)越來越寬泛。

      和傳統(tǒng)造型方式取長補(bǔ)短

    隨著工業(yè)生產(chǎn)逐漸從大規(guī)模批量化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨亢蛡€(gè)性化生產(chǎn)，汽車產(chǎn)品的生命周期和投放市場的時(shí)間越來越短。從微型車到大型的SUV，從小型面包車到100多噸的大型重卡，江淮汽車經(jīng)過十幾年高速的發(fā)展，產(chǎn)品線已經(jīng)非常豐富，產(chǎn)品更新的速度和頻率也越來越快，這對(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)部門也提出了越來越高的要求。

    熟悉汽車研發(fā)的人也許都知道，汽車在正式進(jìn)入量產(chǎn)之前，必須先制作出等比例的實(shí)物模型。在汽車造型階段，要做兩個(gè)模型，分別是油泥模型和硬質(zhì)模型。“玩泥巴”即用油泥是汽車造型的一種主要手段。油泥類似于一種黏土，用在汽車表面的研發(fā)過程中已經(jīng)有幾十年了，它非常適合于做一些光滑的大面積的汽車外表面，但是對(duì)于制作一些非常精細(xì)的零部件例如隔柵、按鈕、按鍵等卻非常難。

    一個(gè)好的“泥匠”需要多年修煉才能達(dá)到爐火純青的手藝，而且面臨著技術(shù)失傳的困境。胡鵬談到，兩年前，為江淮汽車服務(wù)多年的一位老藝人退休，他的手藝已經(jīng)無人可繼成。“但是我們的手段會(huì)越來越多，不僅僅局限于傳統(tǒng)手段，3D打印就是一個(gè)很好的補(bǔ)充手段。還有虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，能夠模擬汽車在不同場景中的表現(xiàn)。”

    而硬質(zhì)模型的材料為樹脂，雖然已經(jīng)引入了國外先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行前期加工，但由于硬質(zhì)材料非常堅(jiān)硬，導(dǎo)致制作周期非常長，就算兩班人馬24小時(shí)輪番工作，整個(gè)外殼做下來也需要45天，成本非常昂貴。
    “對(duì)于汽車研發(fā)來說，一款車型從設(shè)計(jì)到成品，開發(fā)周期也就2到3年，這個(gè)時(shí)候一個(gè)半月的時(shí)間是非常長的。如果能用3D打印替代一部分硬質(zhì)模型，預(yù)計(jì)模型制作時(shí)間將縮短至15天，這將會(huì)是一個(gè)巨大的突破和提升?！焙i總結(jié)。

    3D打印設(shè)備具備自動(dòng)化、智能化的特點(diǎn)，能夠利用晚上的時(shí)間打印。利用3D打印等先進(jìn)的輔助手段，來改善前期比較困難和耗時(shí)的一些階段，比如模型等候的45天，就能給一個(gè)項(xiàng)目節(jié)約不少時(shí)間。

    未來：應(yīng)用空間廣闊

    汽車行業(yè)也是3D打印最早開始滲透并應(yīng)用的領(lǐng)域，到今天，除了福特、寶馬、蘭博基尼、大眾之外，像通用、保時(shí)捷、本田、克萊斯勒、奔馳、奧迪等，幾乎所有的整車廠都在采用快速成型設(shè)備來滿足汽車不同階段的研發(fā)需求。

    除了快速原型制造之外，寶馬等企業(yè)已經(jīng)利用3D打印制作生產(chǎn)線上的工裝夾具和生產(chǎn)工具。胡鵬對(duì)此非常認(rèn)同。他談到寶馬的一個(gè)典型案例就是3D打印貼標(biāo)機(jī)，可以幫助準(zhǔn)確地將Logo貼到不同位置的汽車上。“3D打印完全可以進(jìn)入汽車生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。例如一線工作人員發(fā)現(xiàn)了哪些不適應(yīng)的地方，馬上可以用3D打印來制作一些得心應(yīng)手的工具，又方便又快捷?！?br style="box-sizing:border-box;color:#000000;font-family:"Source Han Sans CN", "pingfang SC", "Microsoft YaHei", helvetica, arial, verdana, tahoma, sans-serif;font-size:16px;" />
    談及3D打印未來在江淮汽車的應(yīng)用前景，這位研發(fā)部門的“老司機(jī)”充滿了信心，他談到，雖然目前3D打印由于對(duì)材料的安全性能和力學(xué)性能限制，還很少用來直接制造零部件，但3D打印技術(shù)完全可以通過選擇合適的切入點(diǎn)，在汽車生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)發(fā)揮更大的價(jià)值。比如利用3D打印技術(shù)直接打印非關(guān)鍵部件，如前后保險(xiǎn)杠翼子板、保險(xiǎn)桿等。其次，3D打印在汽車改裝領(lǐng)域有很大的市場，能夠?yàn)榭蛻籼峁﹤€(gè)性化、小批量的定制服務(wù)。正是意識(shí)到這個(gè)正在逐漸成長的潛力市場，江淮汽車已經(jīng)成立了一個(gè)專門的部門，負(fù)責(zé)個(gè)性化定制和車輛改裝?！氨热缌慨a(chǎn)的時(shí)候是黑色的內(nèi)飾板，我們可以特別定制全白的?；蛘邽榭蛻糸_發(fā)不同款式的車頂行李架。針對(duì)女性消費(fèi)群體，我們可以提供紅色的內(nèi)飾，等等?！倍@些“私人定制”，正是3D打印大顯身手的地方。