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；美國橡樹嶺國家實驗室用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，得到了當時美國總統(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)，這項技術(shù)的引進成功參與并推動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)的推動下，江淮汽車這個古老而年輕的民族汽車品牌正煥發(fā)著勃勃生機。

    節(jié)約研發(fā)周期，和時間賽跑

    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——一臺已經(jīng)整整服役13年的工作臺面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其數(shù)。有人甚至開玩笑地說，他可能是“國內(nèi)操作同一臺3D打印設(shè)備時間最長的人”。

    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來說比較“簡單和粗暴”，而乘用車在細節(jié)和品質(zhì)方面需要有一個很大的提升?；谶@樣的前提，江淮在2002年開始逐步引入3D打印技術(shù)。

    眼前這臺成型尺寸高達600mm x 600mm的安靜的大家伙，除了2010年進行過一次整體保養(yǎng)維修后，一直兢兢業(yè)業(yè)工作至今，胡鵬對它也深懷感情?！拔艺J為當時的這臺設(shè)備是我選的比較成功的一臺設(shè)備?！?br />
    接觸3D打印十余年，胡鵬對技術(shù)原理了然于心：“這臺設(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)備十幾年的高負荷穩(wěn)定的運行，同時自動工藝參數(shù)調(diào)整、在線激光功率檢測，掃描速度實時調(diào)整，使得設(shè)備成型質(zhì)量很高，機器的穩(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)計限制，極大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，同時大大降低研發(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、氣動模型、缸體、缸蓋、燃油系統(tǒng)、殼體等設(shè)計及功能驗證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)分析和實車安裝發(fā)現(xiàn)問題，再和結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師技術(shù)溝通，優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高零件的強度和可制造性，簡化零件結(jié)構(gòu)，驗證技術(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，用生動立體的實物來展現(xiàn)設(shè)計師創(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)計借鑒和參考了市面上比較成熟的車型的元素。在做外形評審時，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，配上湛藍的3D打印銘牌、后視鏡等，大大節(jié)約了整個車身造型的時間。

    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打印之后再鑲嵌進整車模型中，可以達到理想的效果。

    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有一個公告環(huán)節(jié)，這個階段一些零部件還沒有最后成型，傳統(tǒng)方式是外包進行手工制作，這就導(dǎo)致每輛車的零部件會存在偏差。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。現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于于底盤，變速箱，發(fā)動機等等內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計。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€性化生產(chǎn)，汽車產(chǎn)品的生命周期和投放市場的時間越來越短。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，這對設(shè)計開發(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，汽車在正式進入量產(chǎn)之前，必須先制作出等比例的實物模型。在汽車造型階段，要做兩個模型，分別是油泥模型和硬質(zhì)模型?！巴婺喟汀奔从糜湍嗍瞧囋煨偷囊环N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，但是對于制作一些非常精細的零部件例如隔柵、按鈕、按鍵等卻非常難。

    一個好的“泥匠”需要多年修煉才能達到爐火純青的手藝，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?！暗俏覀兊氖侄螘絹碓蕉?，不僅僅局限于傳統(tǒng)手段，3D打印就是一個很好的補充手段。還有虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，能夠模擬汽車在不同場景中的表現(xiàn)?！?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;" />
    而硬質(zhì)模型的材料為樹脂，雖然已經(jīng)引入了國外先進的數(shù)控機床進行前期加工，但由于硬質(zhì)材料非常堅硬，導(dǎo)致制作周期非常長，就算兩班人馬24小時輪番工作，整個外殼做下來也需要45天，成本非常昂貴。
    “對于汽車研發(fā)來說，一款車型從設(shè)計到成品，開發(fā)周期也就2到3年，這個時候一個半月的時間是非常長的。如果能用3D打印替代一部分硬質(zhì)模型，預(yù)計模型制作時間將縮短至15天，這將會是一個巨大的突破和提升?！焙i總結(jié)。

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

    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。胡鵬對此非常認同。他談到寶馬的一個典型案例就是3D打印貼標機，可以幫助準確地將Logo貼到不同位置的汽車上?！?D打印完全可以進入汽車生產(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”充滿了信心，他談到，雖然目前3D打印由于對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，在汽車生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)發(fā)揮更大的價值。比如利用3D打印技術(shù)直接打印非關(guān)鍵部件，如前后保險杠翼子板、保險桿等。其次，3D打印在汽車改裝領(lǐng)域有很大的市場，能夠為客戶提供個性化、小批量的定制服務(wù)。正是意識到這個正在逐漸成長的潛力市場，江淮汽車已經(jīng)成立了一個專門的部門，負責個性化定制和車輛改裝?！氨热缌慨a(chǎn)的時候是黑色的內(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。針對女性消費群體，我們可以提供紅色的內(nèi)飾，等等。”而這些“私人定制”，正是3D打印大顯身手的地方。