一汽大众3D打印风道试制件将成本降至10%

 “对于小批量汽车试制件而言，3D打印是当之无愧的王者。”

汽车行业是3D打印技术最早的应用领域之一，近年来，许多前沿汽车制造企业已经将3D打印技术应用于汽车研发过程。

一汽-大众汽车有限公司(以下简称一汽大众)于1991年2月6日成立，是我国第一个按经济规模起步建设的现代化乘用车企业，已拥有长春、西南、华南、青岛和天津五大基地。

2017年，一汽大众实现了累计生产整车1500万辆、年产整车突破198万辆，全年终端销量实现200万辆，强势引领中国汽车市场。

早在2005年，一汽大众长春开发部便引进3D打印技术，将其应用于所有新车研发中，制作3D打印原型件、展示件、试验零件等，如今每年3D打印汽车零部件达5000件左右。

一汽大众长春开发部高级试制工程师吴宏涛介绍，与传统注塑工艺及其他3D打印技术相比起来，采用PLS技术(Plastic Laser Sintering，选择性激光烧结)制作的样件具有良好的强度和优异的抗冲击性能，并且能够实现快速修改设计方案并反复大量迭代，在确保原型产品设计质量的同时，大大缩短了产品设计和原型开发所需的时间，提高了研发效率。

1.降低研发成本，缩短开发周期

2017年，一汽大众在原有FDM、SLA技术的基础上，引进PLS技术——

每周开机频率：4次

每批打印样件：≥40件

样件良品率：≥99%

每年耗费材料：800公斤

一汽大众长春开发部每年耗费华曙高科3300PA材料大约800公斤，且基本没有浪费，极大地节省了使用成本。

图为一汽大众的3D打印样件工作包。

采用3D打印技术在汽车塑料件的开发过程中，极大地缩短了零件的试制周期，使得零件研发周期大大缩短。同时，3D打印在制造汽车改装部件上变得更加快速、灵活和经济，尤其是针对客户的个性化需求来说。

相比之下，传统的注射成型工艺就显得"臃肿"了许多，因为它不但需要开发额外的工具，而且会造成大量的材料浪费和库存堆积。

图为3D打印汽车后排吹脚风道样件

以后排吹脚风道为例，不同制作方式时间对比如下：

后排吹脚风道不同制作方式成本对比如下：

数据来源：一汽大众长春开发部

当小批量样件试制时，采用3D打印技术，相比传统的硅胶模工艺，汽车后排吹脚风道样件加工周期缩短95%，节省成本88%，并且能够实现快速修改设计方案并反复大量迭代，在确保原型产品设计质量的同时，大大缩短了产品设计和原型开发所需的时间，提高了研发效率。

2.适合制作受力结构件

"理论上，整车的塑料零部件都可以采用3D打印制作，这取决于样件使用环境和标准。我们会根据具体情况，选择合适的3D打印工艺。"吴宏涛介绍。

以汽车保险杠导向支架为例，在使用PLS技术之前，一汽大众采用传统硅胶模具浇注双组分材料制件，零件耐冲击强度差，在装车的时候经常发生卡扣破碎，这成为了困扰工程师的一个难题，如采用SLA技术，则必须经过硅胶模工艺进行二次转换，才能达到抗冲击强度标准和耐温要求。

图为汽车保险杠导向支架设计图

与传统注塑工艺及其他3D打印技术相比起来，华曙高科PLS解决方案具有不可替代的优势，其成型件对环境(温度、湿度和化学腐蚀)的抵抗能力类似于热塑性材料，具有良好的强度和优异的抗冲击性能，非常适合制作需要装车受力的结构件。

小结

目前，汽车行业由于自身规模大、研发投入多、应用3D打印技术时间长等因素，在3D打印技术应用中占据重要位置，其巨大的市场规模为3D打印技术的应用提供了广阔的市场空间。我们相信，在未来，3D打印将在材料性能、成本方面达到直接制造的要求，向具有更高价值的应用转变。

(以上图片均来源于一汽大众长春开发部)