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捷豹路虎利用3D打印技術制作汽車原型

童程童美 2016-10-20

為了確保這些路虎的車系能夠在市場中保持卓越地位,大約有 20% 的 Jaguar Land Rover 工作人員從事產品開發工作,使用具有內置成型和加工功能的最先進的 CAD 技術來快速驗證這些設計。

摘要

為了確保這些路虎的車系能夠在市場中保持卓越地位,大約有 20% 的 Jaguar Land Rover 工作人員從事產品開發工作,使用具有內置成型和加工功能的最先進的 CAD 技術來快速驗證這些設計。除了數控機床模型制造和設備齊全的金屬加工和工具車間以外,成型功能還包括使用 SLA、激光燒結和高分子噴射技術的多臺快速成型機器。

捷豹路虎利用3D打印技術制作汽車原型

Jaguar Land Rover 在 2008 年就投資購買了 Statasys Objet Connex500,以拓寬其基于樹脂的快速原型制作功能。能夠通過CAD數據直接使用類橡膠材料制造出具有生產機制的模型,是其能夠幫助縮短開發周期的另一個關鍵優勢。為了證明其能力,Objet Connex 最初負責為 Range Rover Sport 生產完整的儀表板通風孔組件。它使用剛性材料為殼體和空心偏轉葉片建模,使用橡膠類材料為控制旋鈕和氣封建模。Jaguar Land Rover 能夠在單一流程中打印完整的儀表板通風孔,可用作有效部件。打印后,將此模型從 Objet Connex 中取出,立即清潔和測試,驗證葉片上的鉸鏈是否都工作正常并且控制旋鈕外觀和性能良好。

捷豹路虎利用3D打印技術制作汽車原型

3D 打印機的支柱是其 3D 噴墨技術。通過在矩陣結構中以預置組合形式噴射兩種獨特的模型材料,它能夠創建多種具有不同機械和物理屬性的柔性和剛性材料以及成品。使用此技術,Jaguar Land Rover 的 Objet Connex 已累計運行 5000 個小時,打印超過 2500 個零件并使用了 600kg 樹脂。這很好地證明了 Objet Connex 的生產能力和可靠性,在 Objet 建議的維護周期,3D 打印機只更換了五個打印頭以維持最佳品質,幾乎沒有其他維護工作。

由于該團隊找到了利用 3D 打印機功能的新方法,因此在 Objet Connex 上生產的零件數量穩步提升。雖然該數字仍只是 Jaguar Land Rover 每年成型的 30,000 個零件中的較小一部分,但是這些零件許多都由激光燒結而成。對于樹脂基零件而言,使用 Objet Connex 是一種趨勢,占現在生產的三分之一以上。有趣的是,Objet Connex 由于其高速簡單地后期處理而通常用于生產其它單一材料的剛性零件。當在多材料模式中時,它用于各種的制造活動。這些活動包括造型和 HMI(人/機界面)概念,例如旋鈕、開關以及智能鑰匙。

包覆成型也是 Objet 3D 打印系統的重要功能。使用兩種材料(但并非混合)來制作帶橡皮密封圈的蓋子等物品。清潔后,該組件可直接用于配合和功能測試。其他可使用 Objet Connex 的關鍵領域包括開發門密封條和防塵罩(這里只使用非剛性的 Tango Black Plus 材料),最近還制作用于功能測試的零件。

Objet Connex 功能的最大使用者是 Jaguar Land Rover 的造型部門。在 Objet 3D 打印機上生產的超過半數的產品都可順利進入設計工作室,以協助完成新的設計方案。

一個很好的例子是整個伸縮式前大燈清洗系統的制作,該系統在每清洗擋風玻璃五次時伸出來清洗前大燈。Objet Connex 打印的組件被證明足以應對嚴格的測試,允許在進入昂貴的加工階段之前對設計進行證明。

雖然 Objet Connex 的不同屬性明顯以不同方式針對上述應用發揮作用,但是總的來說,由于操作輕松、具有快速構建速度和簡單清潔流程,因此對 Jaguar Land Rover 的一般優勢是具有高準確性和尺寸控制以及短周轉時間的優秀零件定義。更具體地說,Objet Connex 3D 打印機因其能夠直接從 CAD 數據中成型零件而令人印象深刻,如果使用其他方法,此過程將會非常耗時或昂貴。

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