汽車維修中3D打印技術的應用研究

趙毓鋒

吉林城市職業(yè)技術學院 吉林省白城市 137000

中國清潔能源汽車高峰論壇中，3D打印技術是熱點話題之一。與傳統(tǒng)制造工藝相比，3D打印技術具有較強的設計差錯更改優(yōu)勢、低成本、高效優(yōu)勢。在模具開發(fā)方面，應用3D打印技術，能夠簡化中間環(huán)節(jié)，減少人力資源和物力資源的消耗，縮短開發(fā)周期。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的零部件，需要45d的開發(fā)周期，而利用3D打印技術，只需要1-7d的開發(fā)時間，在復雜零部件制造方面，具有明顯的優(yōu)勢。

1 3D打印技術的應用現(xiàn)狀和優(yōu)勢分析

3D打印技術已經(jīng)被廣泛的應用于各個領域，應用占比如下：在消費電子領域，占比為20.3%；在汽車領域，占比為19.5%；在醫(yī)療領域，占比為15.1%；在航空航天領域，占比為10.91%；在工業(yè)及商用機器領域，占比為10.8%；在科研用途領域，占比為7.91%；在政府/軍事領域，占比為6.31%；在建筑/地理信息領域中，占比為4%；其他領域5.17%。在汽車制造和維修領域中，應用3D打印技術，能夠實現(xiàn)汽車零部件輕量化設計，簡化零部件生產(chǎn)流程，減少生產(chǎn)成本。除此之外，還能夠優(yōu)化零部件生產(chǎn)工具，降低汽車維修成本，同時降低庫存成本。以A汽車企業(yè)為例，在2016年，該工廠每年就節(jié)省16萬美元，使用FDM桌面3D打印機將典型的生產(chǎn)成本降低了90%以上，并減少了95%的工具開發(fā)時間?？偟膩碚f，在汽車維修中，應用3D打印技術，能夠提高零部件制造的效率。在實際應用中，3D打印技術不需要模具或者其他加工方法，具有低成本和高效率的優(yōu)勢，在開發(fā)周期上，能夠縮短35%-40%；成本方面能夠降低20%-25%，有效的提高了零部件生產(chǎn)的效率，降低了生產(chǎn)成本。

2 3D打印技術在汽車維修領域的應用

2.1 運用3D打印技術，定制汽車零部件

在汽車維修工作中，面臨著系列重要問題，其中限量版以及新版汽車零部件供應較少。對汽車進行維修的過程中，需要單獨開模制造零部件，使得汽車維修的成本增加。從汽車行業(yè)發(fā)展的實際情況來看，汽車車型不斷增加，維修店以及4S店難以配齊所有車型的零部件。部分車型面臨著下線，或者使用年限過長，生產(chǎn)廠商已經(jīng)不在供應此零部件，增加了汽車維修困難。對于維修店以及4S店來說，如果使用沒有庫存或者緊缺零部件，要單獨開模。對于上述問題，應用3D打印技術，能夠提高汽車維修工作效率，減少汽車維修成本?；?D打印技術，進行汽車零部件制造時，可以通過保留零部件的生產(chǎn)參數(shù)以及模型文件，為后期維修提供便利。在汽車維修的過程中，可以直接使用3D打印技術，按照前期的參數(shù)信息，快速的打印出汽車零部件，不需要重新開模。既能夠滿足維修需求，還能夠控制汽車維修成本[1]。

2.2 應用3D打印技術，制造汽車維修工具

早期，汽車維修企業(yè)利用實物掃描技術，進行自主建模，也就是應用數(shù)字化紅外線掃描技術，以數(shù)字化的形式，描述事物外形信息，保存在存儲設備內。隨著維修需求的增加，為了增強打印的精準性。在獲得掃描結果后，要預先做好細節(jié)缺失，進行切片處理。數(shù)字化掃描包括接觸式掃描和非接觸式掃描。其中，接觸式掃描主要包括拍照式掃描以及激光三維式掃描。在維修領域中，拍照式掃描憑借效率高和精度高等優(yōu)勢，被廣泛的應用。值得注意的是，利用DMLS技術，生產(chǎn)汽車零件，無法直接裝置，需要進行相應的處理，才能夠應用。無論怎么說，在汽車維修配件制造中，3D打印技術的應用，都有著積極的意義。

3D打印技術的應用，集成了信息技術和材料技術等，使得該技術的應用水平得以提升。在汽車維修領域中，3D打印技術的應用，發(fā)揮著重要的作用。當前汽車車型不斷增加，在進行汽車維修作業(yè)中，需要使用的工具類型以及數(shù)量也不斷增加，尤其是特殊車型和零部件。使用一般維修工具，難以有效滿足汽車維修需求。應用3D打印技術，能夠實現(xiàn)汽車維修工具的制造，進而滿足特殊車型的汽車維修工作需求。在汽車維修店或者4S店，通過三維建模以及模型切片，使用相應的3D打印設備，結合汽車維修實際需求，設定打印參數(shù)，快速制造汽車維修需要的維修工具。以維修工具扳手制造為例，按照扳手三維建模-模型切片-設定打印參數(shù)-打印流程，能夠快速完成工具制造。利用三維掃描裝置，創(chuàng)建數(shù)字化模型，利用Rroe，開展切片處理。在進行處理的過程中，要確保切片和零部件相同。在實際工作中，應用3D打印技術，明確了作業(yè)尺寸后，使用高性能復合材料，制作相應的產(chǎn)品。扳手打印成型后，作業(yè)人員能夠依據(jù)具體需求，來設定生產(chǎn)厚度，要將誤差控制在相應的范圍內，即0.089-0.102mm。打印設備的攝像頭能夠選擇彩色或者單色，在保證數(shù)據(jù)信息準確性的條件下，開展汽車維修工具打印[2]。

3 3D打印技術在汽車維修領域的應用趨勢

3.1 應用前景

在日常生活中，為了滿足各類消費者的需求，汽車制造企業(yè)不斷研發(fā)更為高端或者新款車型。不過受到資金和市場等因素的影響，部分汽車維修企業(yè)難以配件齊全。對于少量先進車型，因為保有量較少，開發(fā)相關模具，需要花費一定的資金和時間，并且難以實現(xiàn)量產(chǎn)?；诖?，增加了汽車維修的難度，極易丟失企業(yè)客戶。目前，按照我國私人機動車報廢標準，只要經(jīng)過年檢合格后，即可繼續(xù)使用。相比汽車制造，汽車維修的市場前景更為廣泛。3D打印技術在汽車維修領域的應用，能夠幫助維修企業(yè)滿足不同的維修需求。既能夠降低維修成本，增加汽車維修企業(yè)的效益，還能夠提高作業(yè)效率。隨著3D打印技術的日趨成熟，其在汽車維修領域中的應用，將會更加廣泛。3D打印技術體現(xiàn)了個體化，是制造業(yè)廣泛使用的生產(chǎn)方式。不同于傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，即在某個地方生產(chǎn)產(chǎn)品，接著運往世界各地?；?D打印技術的生產(chǎn)模式，可以通過互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)送設計圖，在需求所在地，進行產(chǎn)品生產(chǎn)，具有個性化和小型化的優(yōu)勢。依據(jù)3D打印技術，定制零部件，設計和生產(chǎn)環(huán)節(jié)被不同時間以及空間細分，具有社會化特征，增強了產(chǎn)品設計和制造環(huán)節(jié)的聯(lián)系性。未來，制造一樣產(chǎn)品的難度不高，難的是產(chǎn)品設計。依托3D打印技術，能夠提高生產(chǎn)制造的水平，滿足不同的產(chǎn)品需求[3]。

3.2 3D打印技術的應用建議

在汽車維修中，應用3D打印技術，能夠獲得不錯的效果，降低維修成本，增加汽車維修的效益。目前，3D打印技術的應用，為制造產(chǎn)業(yè)提供了新技術的支撐。不過從實際情況來說，3D打印技術的應用，也存在著不足，比如打印設備體積大。基于此，為了推廣3D打印技術在汽車維修領域的廣泛利用，還需要加大技術研究和推廣力度。從以下方面入手：

（1）合理選擇3D打印技術。在汽車維修中，對于維修技術的選擇，要結合維修實際情況，來選擇相應的3D打印技術。在具體應用的過程中，要嚴格按照技術操作要點執(zhí)行，保證產(chǎn)品制造的質量。雖然3D打印技術的應用，有著系列優(yōu)勢，不過若想保證技術應用的效果，還需要做好技術應用環(huán)節(jié)的把控，進而保證生產(chǎn)的產(chǎn)品，能夠滿足汽車維修實際需求[4]。

（2）推廣增材加工方法。在汽車維修領域，3D打印技術的應用不夠廣泛，主要是人們對于3D打印技術應用的意義認識不足。汽車制造和維修企業(yè)積極相應國家政策，推廣節(jié)能減排技術。在實際生產(chǎn)的過程中，汽車輕量化是重要措施。降低汽車重量，需要從降低零部件重量入手。多采取使用輕量化材料、簡化汽車零部件結構等方式。不過除了考慮零部件重量外，還需要考慮到零部件生產(chǎn)問題?；诖?，使得生產(chǎn)出來的零部件，會含有和功能沒有關系的部分，使得汽車質量增加，無法實現(xiàn)輕量化制造。而3D打印技術的應用，基于生產(chǎn)需求產(chǎn)品理念，采取增材加工方式，照比傳統(tǒng)的減材方式，更能夠節(jié)約原材料，使得生產(chǎn)的汽車零部件，在重量和內部結構方面，得以全面優(yōu)化，實現(xiàn)了重量方面的精簡?；诖耍茝V3D打印技術，積極應用增材加工方法，能夠提高汽車制造和維修的效益[5]。

4 結語

綜上所述，在汽車維修中，應用3D打印技術，進行汽車零部件和維修工具的生產(chǎn)制造，能夠提高生產(chǎn)的效率，保證產(chǎn)品的質量。從應用優(yōu)勢角度來說，3D打印技術的應用，能夠幫助企業(yè)維修企業(yè)獲得更高的效益?；诖耍哂袠O大的推廣應用意義。