快速成型技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

郭紅長

（陜西通力專用汽車有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 722405）

快速成型技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

郭紅長

（陜西通力專用汽車有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 722405）

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)被越來越多的應(yīng)用于汽車制造中，人們對汽車在安全、舒適等方面的要求逐漸提高，這些都加快了汽車制造業(yè)的快速發(fā)展。將快速成型技術(shù)應(yīng)用到汽車制造中，可以有效縮短制造周期、節(jié)約制造成本、提高汽車質(zhì)量，文章簡要介紹了快速成型技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用。

汽車制造；成型技術(shù)；模具制造

快速成型技術(shù)是產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代的一項(xiàng)先進(jìn)的制造技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的制造技術(shù)，其在快速成型的過程中不需要使用任何夾具、刀具等就能夠制造出產(chǎn)品的樣件，在保證樣件質(zhì)量的同時(shí)，大大縮短了制造時(shí)間。高效的生產(chǎn)以及優(yōu)秀的產(chǎn)品質(zhì)量是其被廣泛的被用于汽車制造中的重要原因。

1 快速成型技術(shù)簡述

無論是多么復(fù)雜的零件，我們都可以用許多個平行面將其分成許多個非常薄的切片，這樣每一個切片都可以看做是二維零件模型，我們將每一個薄切片在掃描之后按照一定的規(guī)則堆積起來就可以得到完整的零件主體，這就是快速成型技術(shù)的原理?？焖俪尚图夹g(shù)能夠通過三維CAD模型的處理得到二維平行的薄切片，再用不同的掃描技術(shù)得到每一個薄切面的截面形狀，并在特定的制作材料上得到薄切面，這樣逐層累加就可以最終構(gòu)成整個零件，這就是快速成型技術(shù)。一般來說，快速成型技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法有三種，一種是疊層制造，一種是光固化立體成型，最后一種是熔融沉積制造，三種實(shí)現(xiàn)方法各有各的特點(diǎn)，在使用的時(shí)候應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的需要合理選擇，這里就不一一介紹。

2 應(yīng)用于汽車零件設(shè)計(jì)原型的制造

隨著社會的發(fā)展和生活水平的逐漸提高，人們對汽車的要求在外觀、性能等各個方面都有了多樣化的需求，因此，現(xiàn)代汽車制造的周期較短，型號較多。為了滿足客戶越來越多的要求，就要不斷的改型。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)不斷提高，網(wǎng)絡(luò)汽車模型能夠?qū)崿F(xiàn)其動力、強(qiáng)度等方面的一系列性能測試，但具體的研發(fā)過程中仍需要對各個零件做成實(shí)物以分析其可拆卸性、外觀等實(shí)際問題，應(yīng)用快速成型技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一些結(jié)構(gòu)較復(fù)雜零部件的快速制造，大大節(jié)省了制造時(shí)間。其中，對于一些強(qiáng)度要求不高、體積較小但形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的非金屬零件或個別金屬零件可以直接采用激光選區(qū)燒結(jié)粉末快速成型方法。

3 應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)的制造

發(fā)動機(jī)是是汽車中的重要組成部分，進(jìn)氣道對發(fā)動機(jī)的性能有著重要的作用，其能夠改善燃燒過程，提升進(jìn)氣效率。進(jìn)氣道的形狀十分復(fù)雜，構(gòu)成的曲面復(fù)雜多樣且沒有規(guī)則，以進(jìn)氣道為例，來研究快速成型技術(shù)在發(fā)動機(jī)制造的應(yīng)用。進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)需要驗(yàn)證多個氣道模型，利用快速成型技術(shù)能夠一次成型多個氣道模型，且在設(shè)計(jì)構(gòu)造上與CAD模型一致，這就極大的縮短了進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)周期，有效降低了制作成本，并且提高了進(jìn)氣道模型的精良度。根據(jù)相同的道理，在汽車及其發(fā)動機(jī)的其他一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件制造中，都可以應(yīng)用快速成型技術(shù)進(jìn)行零件，例如發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管、排氣管等等。此外，快速成型技術(shù)還能夠應(yīng)用于發(fā)動機(jī)缸內(nèi)流動分析，由于其位于發(fā)動機(jī)內(nèi)部，就可以利用光固化成型法制作透明材料的發(fā)動機(jī)樣件，這樣就可以利用激光攝影的方法來分析發(fā)動機(jī)的缸內(nèi)流動。

4 用于汽車模具的制造

隨著當(dāng)前汽車制造業(yè)市場競爭的加劇，市場對產(chǎn)品的需求呈多樣化發(fā)展，這就要求汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)周期變短、零件種類和型號增加，而相應(yīng)零件模具的數(shù)量就顯得捉襟見肘，模具制作周期較長，這就導(dǎo)致模具的制造跟不上零件的需求。相較于傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)，快速成型技術(shù)能夠快速、精確地制造出相應(yīng)的零件模具，這就給汽車零件制造提供了模具基礎(chǔ)，從而為快速生產(chǎn)多樣化、精確化的零部件做出了貢獻(xiàn)。①砂模制造：快速成型技術(shù)中的LOM模型制作過程中所用的材料經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，且流程簡便，能夠在在200℃條件下翻制50～100件砂型，在汽車發(fā)動機(jī)機(jī)體、底盤變速器殼體制造中都可以得到應(yīng)用；②精密鑄造：精密鑄造被廣泛應(yīng)用于汽車各種復(fù)雜的零部件制造，在制造過程中需要零件的木模，利用快速成型技術(shù)能夠快速的制作出木模，這種精密鑄造的方式被廣泛應(yīng)用于汽車各種機(jī)密零件模具的制造中；③金屬基樹脂合成材料模具：這種模具是以金屬為基體，以樹脂材料為主體，表面有金屬涂層的模具，可以結(jié)合快速成型技術(shù)制作出零件的母模，之后通過硅橡膠軟膜進(jìn)行翻制，這就實(shí)現(xiàn)了金屬基樹脂合成材料模具的合成。這種模具制造方式被廣泛應(yīng)用于汽車注塑成型質(zhì)量較高的塑料零件制造。

［1］肖平，趙夕長.基于快速成型技術(shù)的汽車造型設(shè)計(jì)方法研究［J］.中原工學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，（2）:19-22.

［2］殷挺峰，李明剛.快速成型技術(shù)在汽車研發(fā)中的應(yīng)用［J］.農(nóng)機(jī)使用與維修，2014，（11）:24-25.

Application of Rapid Prototyping Technology in Automobile M anufacturing

GUO Hong-chang
（Shanxi Tongli Special Automobile Co.Ltd，Baojin，Shaanxi 722405，China）

With the development of science and technology，modern advanced science and technology ismore and more used in automobile manufacturing.People have higher and higher requirements in the safety and comfortableness of the car，which has sped up the rapid development of the automobilemanufacturing industry.The application of rapid prototyping technology in automobile manufacturing can effectively shorten the manufacturing cycle，save manufacturing cost，improve the quality of the car.This paper briefly introduces the application of rapid prototyping technology in automotivemanufacturing.

automobilemanufacturing；molding technology；mould manufacturing

U466

A

2095-980X（2015）08-0050-01

2015-07-03

郭紅長（1983-），男，陜西渭南人。