3D 打印技術(shù)在汽車維修中的應(yīng)用探微＊

張宇杭

（重慶工商職業(yè)學(xué)院，重慶 400052）

前言

在我國(guó)的汽車維修行業(yè)，運(yùn)用3D 打印技術(shù)，不僅可以有效的制造已經(jīng)停產(chǎn)的零件，還可以降低汽車的維修成本，提升汽車維修行業(yè)的整體技術(shù)含量。3D 技術(shù)具有便捷性、貼合性以及高效性的特點(diǎn)，廣受社會(huì)各界的一致好評(píng)。因此，分析3D 技術(shù)在汽車行業(yè)中的運(yùn)用，積極探索3D 打印技術(shù)并進(jìn)行優(yōu)化，保證整體的實(shí)用性，對(duì)于我國(guó)未來(lái)汽車行業(yè)的維修發(fā)展將起到極為重要的作用。為了保證3D 打印技術(shù)可以更好的運(yùn)用到汽車維修行業(yè)，需要依賴服務(wù)實(shí)效提升、降低維修成本以及相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)革新等。

1 3D 打印技術(shù)的基本概述

3D 打印技術(shù)又名“增材制造”，是一種非常高效快速的成型技術(shù)，在3D 打印中，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，在“打印”中使用液態(tài)或粉態(tài)的金屬粉以及可塑性高的物質(zhì)等，通過(guò)層建疊加的方式進(jìn)行構(gòu)造[1]。因此，3D 打印技術(shù)的本質(zhì)是需要通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的換算，通過(guò)高精度的程序設(shè)定將顆粒金屬或塑料進(jìn)行重疊融合。由于3D 打印技術(shù)借助于電腦模型，因此具有非常高的定制性，加之其物理特性，在量產(chǎn)以及技術(shù)成本上均存在很大的優(yōu)勢(shì)。并且在進(jìn)行相應(yīng)的3D打印時(shí)，無(wú)需額外采購(gòu)相關(guān)的設(shè)備，因此可以有效縮減場(chǎng)地的使用，減免部分的場(chǎng)地租賃費(fèi)。

從宏觀意義上，對(duì)3D 打印技術(shù)進(jìn)行分析，打印技術(shù)分為5 種，分別為“SLA”（光敏樹(shù)脂選擇性固化技術(shù)）、“SLS”（粉末材料選擇性激光燒結(jié)技術(shù)）、“FDM”（熔融沉積技術(shù)）、“3DP“（3D 噴射打印技術(shù)）、“PUG”（真空注型技術(shù)）。在3D 打印技術(shù)當(dāng)中，以“SLS”為例，“SLS”3D 打印技術(shù)與激光成型的技術(shù)類似，采用了疊加成型、分層加工的方式。在成型的區(qū)域噴灑一層膠水。膠水材料經(jīng)過(guò)特制，呈現(xiàn)不易擴(kuò)散的特點(diǎn)。同時(shí)在膠水噴灑完畢后，布置一層均勻的粉末，保證粉末與膠水之間的固話黏結(jié)。對(duì)于沒(méi)有膠水的區(qū)域則需保持一定的松散狀態(tài)，以便后續(xù)處理。在經(jīng)過(guò)膠水、粉末相互疊加的效果下，相應(yīng)的實(shí)體模型將會(huì)被打印出來(lái)。打印完畢后，對(duì)相應(yīng)的模型進(jìn)行后續(xù)處理，如“剝離”、“固化”、“后期修正”等。且3D 打印與其他常規(guī)制造業(yè)不同，剩余原材料可以重復(fù)利用，增加整體的環(huán)保性。

2 3D 技術(shù)在汽車維修中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 定制相應(yīng)的汽車零部件

3D 打印技術(shù)可以在汽車維修中實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的定制化服務(wù)，在以往汽車維修中，由于受場(chǎng)地面積、維修成本、汽車類型等因素限制，很難滿足所有的汽車維修要求。在進(jìn)行大規(guī)模維修時(shí)，通常需要進(jìn)行一段時(shí)間的貨源采購(gòu)，導(dǎo)致維修時(shí)間、維修成本的增加[2]。因此，運(yùn)用3D 打印技術(shù)便可以有效避免此類問(wèn)題的發(fā)生。3D 打印技術(shù)擁有非常精準(zhǔn)的掃描以及建模程序，其內(nèi)置的因特爾核心可以對(duì)汽車零件的構(gòu)造以及尺度進(jìn)行上千次的運(yùn)算，最后通過(guò)可視化設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)展示。在汽車維修中，針對(duì)于稀有車型或收藏型車型，通過(guò)3D 打印技術(shù)，汽車維修行業(yè)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)掃描模擬，實(shí)施建模，打印相應(yīng)的零件，實(shí)現(xiàn)客戶真正的“定制化”服務(wù)，改善汽車服務(wù)業(yè)的整體運(yùn)行模式。

例如在著名經(jīng)典車型Volkswagen Beetle 中，其復(fù)古圓潤(rùn)的外形受到了汽車發(fā)燒友的狂熱愛(ài)好。但是Volkswagen Beetle 采用了直列4 缸8 氣門，且不同車型所采用的核心發(fā)動(dòng)機(jī)零件各不相同，很多車型已經(jīng)絕版。因此，在進(jìn)行Volkswagen Beetle 維修中，需要工作人員運(yùn)用紅外掃描設(shè)備對(duì)Volkswagen Beetle 車型進(jìn)行初步掃描，通過(guò)實(shí)感相機(jī)捕捉相應(yīng)的零件缺失，并傳回計(jì)算內(nèi)。在計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬建模后，通過(guò)DMLS 打印技術(shù)將相關(guān)的零部件進(jìn)行初步打印，并經(jīng)過(guò)維修人員再次加工進(jìn)行安裝，保證了整體的維修效率。由此可見(jiàn)，在汽車零部件的3D 打印中，該技術(shù)可以有效對(duì)已經(jīng)絕版的汽車零件進(jìn)行復(fù)刻，降低了購(gòu)買零部件的費(fèi)用，避免了汽車行業(yè)的“壟斷”的現(xiàn)象[3]。

2.2 制造汽車維修工具

在汽車維修中，很多維修企業(yè)為了保證整體的維修技術(shù)，積極學(xué)習(xí)國(guó)外優(yōu)秀的維修經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)其自身的實(shí)際情況進(jìn)行改良，衍生出許多獨(dú)具特色的維修方式。這些維修方式雖各有千秋，但在維修領(lǐng)域均有非常高的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。維修企業(yè)的學(xué)習(xí)精神為3D 技術(shù)的普及提供了良好的發(fā)展溫床，在2018 年我國(guó)就已經(jīng)將3D 打印技術(shù)運(yùn)用在汽車維修領(lǐng)域中，并經(jīng)過(guò)各企業(yè)之間的結(jié)合改良，擁有了很多衍生變種[4]。例如通過(guò)3D 打印制作相應(yīng)的汽車維修工具，在汽車維修中，很多工具使用次數(shù)較低（此類維修工具售價(jià)也較為高昂），多由于頻繁使用出現(xiàn)磨損等情況，因此，通過(guò)3D 打印技術(shù)，可以避免購(gòu)買價(jià)格昂貴但卻使用率極低的工具，在需要時(shí)只需要進(jìn)行3D 打印即可。此外，由于3D 打印技術(shù)的普及性，針對(duì)于易損耗工具，維修企業(yè)也避免了大量的囤積購(gòu)買，減少了企業(yè)的維修成本。

在進(jìn)行3D 打印技術(shù)制造維修工具時(shí)，通常采用三維數(shù)字掃描，在掃描中針對(duì)維修工具的材質(zhì)、尺寸等進(jìn)行系統(tǒng)分析，創(chuàng)建相應(yīng)的數(shù)字模型，利用其RroE 技術(shù)進(jìn)行切片處理。在選擇相應(yīng)的工具后，3D 打印可以根據(jù)相應(yīng)的工具模型進(jìn)行融合打印，而工作人員則可以在打印中對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行臨時(shí)更改，對(duì)于某些極為復(fù)雜精準(zhǔn)的維修工具，維修人員可以打印相應(yīng)的零件，然后根據(jù)計(jì)算機(jī)的拆解演示，進(jìn)行組裝。

3 如何將3D 打印技術(shù)與汽車維修行業(yè)進(jìn)行有效融合

3.1 加強(qiáng)對(duì)3D 打印技術(shù)的重視

雖然3D 打印技術(shù)擁有定制性、高效性等優(yōu)點(diǎn)，但由于其依托于計(jì)算模型的建立以及對(duì)汽車零部件的掃描，因此其對(duì)于使用者的計(jì)算機(jī)掌握能力具有一定的要求。因此，在進(jìn)行3D 技術(shù)的普及使用時(shí)，很多企業(yè)礙于學(xué)習(xí)成本，并沒(méi)有投入相關(guān)的精力引進(jìn)3D 打印技術(shù)。為了避免此類情況的發(fā)生，需要企業(yè)自身形成對(duì)3D 打印技術(shù)的認(rèn)可，加強(qiáng)相應(yīng)的宣傳力度，全方位提升3D 技術(shù)在企業(yè)中的運(yùn)用。例如企業(yè)可以通過(guò)印制相關(guān)的3D 產(chǎn)品介紹宣傳單，并發(fā)放給企業(yè)內(nèi)員工，使員工對(duì)3D 打印維修技術(shù)產(chǎn)生一定的初步認(rèn)知。同時(shí)將3D 打印技術(shù)的原理、以及對(duì)汽車維修行業(yè)的意義等裝訂成冊(cè)，以維修團(tuán)隊(duì)為單位，進(jìn)行發(fā)放，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人可在早會(huì)等時(shí)間對(duì)員工普及3D 知識(shí)，使其產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心。在完成前期鋪墊后，企業(yè)應(yīng)引進(jìn)全新的3D 的打印技術(shù)，并對(duì)企業(yè)內(nèi)的員工進(jìn)行培訓(xùn)，在培訓(xùn)中講解3D 打印技術(shù)的使用，提升員工的技術(shù)含量[5]。

3.2 合理有效的選擇3D 打印技術(shù)

合理有效的使用3D 打印技術(shù)，將有效保證其在汽車維修中的應(yīng)用，減少相關(guān)的維修成本、提高維修效率，整合有效的提升維修行業(yè)整體的運(yùn)用效果。在運(yùn)用3D 維修技術(shù)時(shí)，需要相關(guān)的汽車維修人員根據(jù)3D 打印技術(shù)的特點(diǎn)，針對(duì)不同的車型進(jìn)行處理，保證整體的運(yùn)用率。此外，在汽修人員使用3D 打印技術(shù)時(shí)，需要采用科學(xué)有效的操作方法，減少使用中的不良行為，避免使用風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 采用增材加工的方法

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)環(huán)境的污染引起了社會(huì)各界的廣泛重視，因此，我國(guó)開(kāi)展了“綠色出行，低碳環(huán)?！钡闹卫泶胧?。為了深度貼合國(guó)家的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)3D 打印技術(shù)的全面發(fā)展，需要相關(guān)的汽車維修人員將3D 技術(shù)有效運(yùn)用到實(shí)際的汽車零部件的維修中，積極使用增材制造的方法，節(jié)約維修汽車時(shí)所需要的原材料。在維修中，使汽車自身零部件得到相應(yīng)的強(qiáng)化，保證汽車維修行業(yè)的精簡(jiǎn)化，綜合有效的促進(jìn)汽車維修行業(yè)的科學(xué)化發(fā)展以及資源保護(hù)工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在汽車維修行業(yè)中運(yùn)用先進(jìn)的3D 打印技術(shù)，將對(duì)整體的汽車發(fā)展行業(yè)起到極為重要的實(shí)際運(yùn)用效果。通過(guò)引進(jìn)3D 技術(shù)，并制定一系列的培訓(xùn)加強(qiáng)計(jì)劃，改進(jìn)企業(yè)內(nèi)部的維修措施，保證整體的實(shí)際運(yùn)用。在推廣3D 技術(shù)的同時(shí)，加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部對(duì)3D 維修技術(shù)的重視，合理有效的選擇3D 打印技術(shù)，降低相應(yīng)的維修成本，保證整體維修運(yùn)用的綜合有效。在3D 打印技術(shù)的加持下，我國(guó)汽車維修行業(yè)將得到高速發(fā)展，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。