探討3D打印技術(shù)在汽車(chē)鈑金維修領(lǐng)域的應(yīng)用

張宇杭

（重慶工商職業(yè)學(xué)院，重慶 400052）

前言

3D打印技術(shù)具有人工智能、數(shù)字化的特征，而且可以使用新型材料生產(chǎn)制造，該項(xiàng)技術(shù)可在多個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用且應(yīng)用效果較好。汽車(chē)鈑金維修作為汽車(chē)維修產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)工作，運(yùn)用3D打印技術(shù)于汽車(chē)鈑金維修領(lǐng)域，如：汽車(chē)外板件維修更換領(lǐng)域、汽車(chē)改裝領(lǐng)域、汽車(chē)鈑金修復(fù)工具領(lǐng)域等，便于為人們的出行提供便捷，盡可能滿足人們對(duì)于汽車(chē)的實(shí)際需要，同時(shí)能夠維護(hù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)汽車(chē)行業(yè)可持續(xù)的發(fā)展。

1 3D打印技術(shù)概念和基本原理分析

3D技術(shù)也可以叫作增材制造，指的是快速成型技術(shù)之一，作為數(shù)字模型文件的基礎(chǔ)，可通過(guò)液態(tài)粉末態(tài)物質(zhì)逐層打印構(gòu)造物體的手段。借助3D打印分層加工、疊加成型，將3D數(shù)字模型分層切片微分，以此獲取不同的數(shù)字模型，對(duì)小片模型逐層加工處理，進(jìn)而獲取打印立體固態(tài)的物體[1]。該種打印技術(shù)存在生產(chǎn)方式簡(jiǎn)單、打印時(shí)間短，以及成本低、靈活性強(qiáng)、產(chǎn)品多樣化等特征。當(dāng)前，3D打印技術(shù)于不同領(lǐng)域中發(fā)展前景較好，一般運(yùn)用于產(chǎn)品原型、模具制造、珠寶制作等中，可逐漸取代以往的加工工藝。不僅如此，這項(xiàng)技術(shù)還被廣泛運(yùn)用于建筑領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、教育領(lǐng)域、土木工程等領(lǐng)域中，應(yīng)用效果較好。

一般常使用的3D打印技術(shù)包括：光敏樹(shù)脂選擇性固化技術(shù)SLA、粉末材料選擇性激光燒結(jié)技術(shù)SLS、熔融沉積技術(shù)FDM，以及3D噴射打印技術(shù)3DP、真空注型技術(shù)PUG。通過(guò)SLS技術(shù)為例，3D打印技術(shù)、激光成型技術(shù)相同，能夠?qū)嵭蟹謱蛹庸ず童B加成型，實(shí)現(xiàn)3D實(shí)體打印的效果。每層打印一般分成2步，成型區(qū)域噴灑均有粉末，當(dāng)粉末遇膠水后會(huì)在較短的時(shí)間固化、粘結(jié)，這時(shí)無(wú)膠水區(qū)域?yàn)樗缮顟B(tài)，如此一來(lái)在膠水、粉末交替的狀態(tài)下，實(shí)體模型可完成打印，打印后作以3D模型剝離處理、固化處理、 后期修整處理等，剩余的粉末原材料能重復(fù)使用，這時(shí)便于為控制成本打下良好基礎(chǔ)。

2 3D打印技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)鈑金維修領(lǐng)域中的情況芻議

3D打印技術(shù)被運(yùn)用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)重要零部件設(shè)計(jì)中，然而因和其他領(lǐng)域比較相對(duì)滯后，所以3D打印技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)中應(yīng)用屬于初期階段，不能充分發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)的最大應(yīng)用價(jià)值[2]。我國(guó)汽車(chē)銷售量不斷增長(zhǎng)，汽車(chē)企業(yè)的數(shù)量增多，為穩(wěn)定立足于汽車(chē)市場(chǎng)中除了需嚴(yán)格控制成本，要求相關(guān)工作人員應(yīng)該認(rèn)真做好汽車(chē)行業(yè)維修工作。在汽車(chē)鈑金維修領(lǐng)域中運(yùn)用3D打印技術(shù)，可以簡(jiǎn)化流程、促進(jìn)我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的整體發(fā)展，所以建議科學(xué)運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)、發(fā)揮出其應(yīng)用的最大作用。

2.1 在汽車(chē)外板件維修更換中的應(yīng)用情況

汽車(chē)鈑金維修方式為板件修復(fù)和更換，不同汽車(chē)品牌經(jīng)銷商，為提高維修效率多通過(guò)更換板件方式處理，以此達(dá)到汽車(chē)外板件的需要，有效維護(hù)汽車(chē)外板件的效益。汽車(chē)外板件設(shè)計(jì)，直接關(guān)系到新款車(chē)是否可以占據(jù)市場(chǎng)，故而所有汽車(chē)廠商均會(huì)將重心放在汽車(chē)外板件設(shè)計(jì)制造方面。汽車(chē)廠商模具生產(chǎn)外板件，能夠?qū)⑼瓿芍谱鞯哪＞?，遵循模具生產(chǎn)外板件，該種方式生產(chǎn)模具制作有一定挑戰(zhàn)，報(bào)廢率及資金投入非常高，模具耗損嚴(yán)重直接關(guān)系到模具的使用時(shí)間，并且會(huì)對(duì)模具制造外板件精度構(gòu)成不利影響[3]。由此可見(jiàn)，模具生產(chǎn)汽車(chē)外板件需投入大量的資金，無(wú)法達(dá)到環(huán)保的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)于此，建議合理使用3D打印技術(shù)處理，生產(chǎn)汽車(chē)外板件、不需制作模具，能夠嚴(yán)格控制成本。同時(shí)3D打印技術(shù)的應(yīng)用，不易發(fā)生損耗問(wèn)題，并能在保證打印原材料充足的條件下打印，該項(xiàng)技術(shù)為精準(zhǔn)制造技術(shù)能達(dá)到汽車(chē)外板件精度要求，避免發(fā)生成品報(bào)廢問(wèn)題。

2.2 在汽車(chē)改裝中的應(yīng)用情況

在汽車(chē)改裝廠中應(yīng)用3D打印技術(shù)，能考慮到客戶的實(shí)際需要制造出不同風(fēng)格的汽車(chē)改裝配件，如此一來(lái)可以盡可能滿足客戶的需要，嚴(yán)格控制成本[4]。采購(gòu)3D打印機(jī)即可處理改裝配件方面的問(wèn)題，要求結(jié)合改裝配件功能、安裝位置，經(jīng)調(diào)整打印材料的方式促進(jìn)改裝廠商正常運(yùn)營(yíng)。

2.3 在汽車(chē)鈑金修復(fù)工具中的應(yīng)用情況

汽車(chē)外板件作為汽車(chē)的重要部分，可確保汽車(chē)的外觀美觀性，加強(qiáng)對(duì)駕駛員的保護(hù)，以此加強(qiáng)對(duì)汽車(chē)的識(shí)別。汽車(chē)外板件造型、材料也非常多，所以在汽車(chē)外板件汽車(chē)鈑金修復(fù)中運(yùn)用效果較好[4]。早期汽車(chē)鈑金維修工具較多，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代汽車(chē)鈑金維修、精細(xì)和數(shù)字修復(fù)的相關(guān)需要，應(yīng)用電子測(cè)量方法能對(duì)鈑金修復(fù)作以監(jiān)控，而且不需去除油漆就可以獲得較好的修復(fù)效果。為達(dá)到汽車(chē)鈑金修復(fù)方面的效果，應(yīng)投入足夠的汽車(chē)鈑金維修工具，汽車(chē)鈑金維修工具能結(jié)合修復(fù)位置，主要包括：翼子板、車(chē)門(mén)板、車(chē)身大梁、塑料件和玻璃等修復(fù)工具，常使用的為手錘手頂鐵、拉拔，以及測(cè)量等相關(guān)工具。其中拉拔工具、手錘手頂鐵多運(yùn)用于車(chē)身板件中進(jìn)行拉板，汽車(chē)維修廠會(huì)配備一套拉拔工具，因車(chē)型不同、新款車(chē)的出現(xiàn)，所以應(yīng)用拉拔工具處理會(huì)在一定程度上對(duì)汽車(chē)鈑金維修工作構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。汽車(chē)維修廠運(yùn)用 3D打印技術(shù)，結(jié)合車(chē)型能夠打印出配套的拉拔工具，如此一來(lái)汽車(chē)鈑金維修人員能應(yīng)用工具，確保維修工作的質(zhì)量。與此同時(shí)，鈑金維修中使用手錘手頂鐵為固定的形狀，若汽車(chē)維修廠運(yùn)用3D打印技術(shù)打印手錘手項(xiàng)鐵，所有鈑金維修人員能結(jié)合習(xí)慣、需要，制造適合的手錘手項(xiàng)鐵，為提高維修工作整體質(zhì)量提供良好支持。此外，3D打印機(jī)和材料價(jià)格較低，能為維護(hù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.4 在其他汽車(chē)領(lǐng)域中的相關(guān)應(yīng)用情況

2.4.1 在汽車(chē)零部件維修中的應(yīng)用情況

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，汽車(chē)維修過(guò)程中常見(jiàn)以下幾方面的問(wèn)題：其一，市場(chǎng)上的車(chē)型較多，4S店、維修店不能配備所有車(chē)型零部件。其二，4S店、維修店更換沒(méi)有庫(kù)存的零部件，單獨(dú)開(kāi)磨具的成本非常高且會(huì)花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。其三，新款、限量款車(chē)型維修期間，如果需要更換零部件無(wú)法保證數(shù)量，并且單獨(dú)開(kāi)模制造會(huì)增加零部件的成本。其四，應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)車(chē)輛/下線車(chē)型零部件，不能生產(chǎn)相關(guān)車(chē)型，汽車(chē)零部件廠無(wú)法生產(chǎn)相關(guān)車(chē)型的零部件，因此導(dǎo)致車(chē)型維修更換零部件有較大挑戰(zhàn)性。應(yīng)用3D打印技術(shù)于汽車(chē)維修零部件定制中可發(fā)揮重要的作用，前期汽車(chē)零部件制造保留零部件生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)、三維數(shù)字模型文件即可，以便合理調(diào)用。除此之外，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)能保證計(jì)算機(jī)、3D打印機(jī)為連接的狀態(tài)，為促使零部件快速打印成型奠定基礎(chǔ)，在新款、限量款汽車(chē)、應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)汽車(chē)等中運(yùn)用，均可正常更換零部件[5]。若是存在庫(kù)存零部件數(shù)量不足、需更換零件的問(wèn)題，借助3D打印機(jī)可將緊缺零部件相關(guān)信息打印出來(lái)，旨在嚴(yán)格控制成本、節(jié)省時(shí)間。這個(gè)過(guò)程加工零部件無(wú)法達(dá)到實(shí)際需要，應(yīng)合理的調(diào)整相關(guān)參數(shù)。

2.4.2 在汽車(chē)零部件制造中的應(yīng)用情況

技術(shù)的快速發(fā)展下，汽車(chē)零部件制造中的零部件類型逐漸增加、形狀和結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，所以致使汽車(chē)零部件開(kāi)發(fā)研究時(shí)間、測(cè)試時(shí)間加長(zhǎng)，零部件模具制造需一段時(shí)間[6-7]。這時(shí)，合理運(yùn)用3D打印技術(shù)并使用借助計(jì)算機(jī)通過(guò)圖形數(shù)據(jù)，生成不同形狀的產(chǎn)品，模具和其他加工生產(chǎn)能有效控制成本，而且開(kāi)發(fā)周期較短，利于切實(shí)保證生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

3D打印技術(shù)在不同領(lǐng)域中應(yīng)用，均可獲得較好的應(yīng)用效果，當(dāng)前我國(guó)汽車(chē)保有量持續(xù)增長(zhǎng)，汽車(chē)行駛的過(guò)程無(wú)法避免發(fā)生碰撞、剮蹭情況，因而需進(jìn)行汽車(chē)鈑金維修。將 3D打印技術(shù)在汽車(chē)鈑金維修領(lǐng)域中運(yùn)用，不但可確保汽車(chē)鈑金維修工作的質(zhì)量、嚴(yán)格控制成本、維護(hù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且利于充分發(fā)揮出這項(xiàng)技術(shù)的最大作用，可達(dá)到經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)方面的實(shí)際需要，穩(wěn)定立足于競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中。