70個(gè)汽車(chē)零件優(yōu)化成一個(gè)！特斯拉將規(guī)模應(yīng)用3D打印技術(shù)

導(dǎo)讀：據(jù)Wohlers2020報(bào)告，汽車(chē)已經(jīng)成為3D打印技術(shù)最大的應(yīng)用，超越航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域。

南極熊注意到，全球電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)導(dǎo)廠商特斯拉的股價(jià)漲上天了，其市值達(dá)4000多億美元，是寶馬+奔馳+大眾等汽車(chē)廠商的市值總和還要多，成為世界第一汽車(chē)廠商。

據(jù)專家稱，特斯拉股價(jià)猛漲的原因是，其技術(shù)比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手領(lǐng)先了六到十年。特斯拉對(duì)3D打印技術(shù)的使用不太公開(kāi)，但是在2020年第一季度財(cái)務(wù)報(bào)告中，展示了一個(gè)很大的，經(jīng)過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)的金屬零件，用于新的ModelY車(chē)型。2020年9月份，特斯拉開(kāi)始大肆招聘3D打印技術(shù)人才。


△70個(gè)零件，變成只有2個(gè)零件

電動(dòng)汽車(chē)Model Y的后部底盤(pán)，它可以從70個(gè)不同的零件變成只有兩個(gè)，最后是一塊金屬。特斯拉的工廠在自動(dòng)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。有問(wèn)題的零件可能使用特斯拉新安裝的新型大型鑄造機(jī)生產(chǎn)的。它是使用增材制造進(jìn)行原型設(shè)計(jì)的，使用混合的減材制造技術(shù)加金屬沉積技術(shù)，作為生產(chǎn)這種尺寸零件的首選方法。

△之前的車(chē)底部件由70個(gè)不同的組件組成

鑄造行業(yè)人士告訴南極熊，如果借助直接金屬3D打印技術(shù)或者砂型鑄造金屬3D打印技術(shù)，可以減少定制鑄件中的子裝配體（從70個(gè)縮為1個(gè)），實(shí)現(xiàn)重大轉(zhuǎn)變！特別是砂型鑄造金屬3D打印工藝（先使用砂型3D打印機(jī)打印出砂模，再進(jìn)行鑄造），已經(jīng)足夠成熟、成本也很低，改善傳統(tǒng)鑄造行業(yè)的可能性將變得越來(lái)越主流，能夠支持汽車(chē)領(lǐng)域所需的大批量生產(chǎn)。


△過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)的車(chē)身底部，由2個(gè)零件和1個(gè)單體零件組成


Model Y新款的車(chē)底部件，展示特斯拉應(yīng)用3D打印技術(shù)拓?fù)鋬?yōu)化生成設(shè)計(jì)的痕跡證據(jù)，可能會(huì)顯著提高質(zhì)量和性能，3D打印的使用變得更具吸引力。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這意味著，如果3D打印技術(shù)制造的零件被證明具有成本效益，則很快將用于許多其他當(dāng)前和未來(lái)的車(chē)型，從而使特斯拉在行動(dòng)緩慢的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中擁有更大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

但有網(wǎng)友表示，3D打印成本太高了，特斯拉很可能沒(méi)有計(jì)劃將3D打印作為大規(guī)模生產(chǎn)流程的常規(guī)部分，只是用于生產(chǎn)線的工裝夾具、新設(shè)備、車(chē)輛的修理和測(cè)試。使用3D打印技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，的確可以大大提高升級(jí)迭代的速度，一旦確定了設(shè)計(jì)，就可以找到批量生產(chǎn)的解決方案，切換到低成本的傳統(tǒng)工藝流程。

網(wǎng)友拆解特斯拉，發(fā)現(xiàn)FDM 3D打印零部件

2020年4月份，國(guó)外工程師Sandy Munro對(duì)特斯拉Model Y進(jìn)行了拆解，視頻顯示了3D打印的部件。這是汽車(chē)HVAC系統(tǒng)中的3D打印的部件，很可能是使用3D打印技術(shù)來(lái)解決原始模具的缺陷，避免生產(chǎn)延遲影響交付。

△特斯拉Model Y上的3D打印零件，采用FDM工藝制造

在檢查該車(chē)的HVAC（加熱、通風(fēng)和空調(diào)）風(fēng)箱上一個(gè)大型注塑成型的部件時(shí)，Sandy Munro發(fā)現(xiàn)了一個(gè)3D打印的圓形部件。由于這個(gè)部件具有明顯的層層堆疊的結(jié)構(gòu)，憑著他的技術(shù)直覺(jué)這個(gè)零件是3D打印的，Sandy將該3D打印零件的使用歸結(jié)為Model Y生產(chǎn)線上的一個(gè)制造故障，在這里FDM技術(shù)制造的零件用于快速修復(fù)。

△這張圖片可以清楚的看到3D打印的痕跡，很明顯是用來(lái)修補(bǔ)一個(gè)缺陷

汽車(chē)制造商在開(kāi)始量產(chǎn)車(chē)型之前，往往會(huì)有一個(gè) "工藝驗(yàn)證 "的過(guò)程，這意味著所有的單個(gè)部件都要進(jìn)行生產(chǎn)和組裝，以確保其可行性。最初的試運(yùn)行也提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，對(duì)生產(chǎn)線上的工人進(jìn)行培訓(xùn)。如果出現(xiàn)任何問(wèn)題，在開(kāi)始生產(chǎn)之前，制造商有機(jī)會(huì)補(bǔ)救和微調(diào)流程。

特斯拉很可能是忽視了Model Y的暖通空調(diào)裝置的一個(gè)缺陷，在修復(fù)之前就開(kāi)始生產(chǎn)該車(chē)。當(dāng)Elon Musk的工程師們終于發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題時(shí)，可能已經(jīng)太晚了，數(shù)百臺(tái)暖通空調(diào)單元已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)，并準(zhǔn)備好了組裝。那時(shí)候，如果只是3D打印出車(chē)輛缺失的部分，比起組織一整條新的生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn)風(fēng)箱，會(huì)更容易一些。

賽車(chē)領(lǐng)域早已應(yīng)用3D打印

過(guò)去幾年里，一級(jí)方程式車(chē)隊(duì)一直在使用3D打印技術(shù)做相當(dāng)漂亮的事情。

在測(cè)試期間，團(tuán)隊(duì)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和遙測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給坐在幾百或幾千英里外團(tuán)隊(duì)總部的“任務(wù)控制”室的工程師團(tuán)隊(duì)。 即時(shí)提供分析和反饋，因此車(chē)隊(duì)和車(chē)手可以在賽道上進(jìn)行設(shè)置和技術(shù)調(diào)整。

通常，數(shù)據(jù)反饋建議重新設(shè)計(jì)一些零件。 過(guò)去，這需要在工廠進(jìn)行制造，然后第二天將新零件運(yùn)往賽場(chǎng)。這種模式已經(jīng)持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間。

但自2012年以來(lái)，他們就一直在總部重新設(shè)計(jì)零件，并將CAD文件發(fā)送回賽場(chǎng)，以便在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行3D打印并立即安裝在汽車(chē)上。 （在規(guī)則允許的范圍內(nèi)，parf ferme都是如此）。

Merc和McLaren是最早這樣做的團(tuán)隊(duì)，這很少有人知道。 當(dāng)然，現(xiàn)在很多車(chē)隊(duì)都這樣做了。