造车新势力借助3D打印打赢研发“速度战”,“零妥协”品质很关键
对于国内汽车制造商而言,高级辅助驾驶系统(ADAS)是新能源汽车的关键竞争力。新能源汽车市场具有庞大的市场体量,并且竞争十分激烈,这不仅催生出研发人员对智能驾驶功能快速迭代的需求,更让核心零部件的开发在速度、精度和灵活性方面,面临前所未有的挑战。
功能支架作为ADAS零部件(相机、雷达)与车载传感器(雨感器、温湿度传感器)的安装“地基”,其研发需在实现快速制造的同时确保精度与灵活性,这对研发人员而言是至关重要的课题。3D打印降低了传统工艺开发模具的高昂费用,极大缩减了反复验证迭代零件的开发成本。原型验证周期跳过开模环节,也从“周”压缩至“小时”级别。从设计角度来讲,摆脱了传统工艺的限制,得以实现高度定制化的复杂结构。
前挡风玻璃功能支架
模具的制造对装配精度要求极为严苛。任何微小偏差都可能导致传感器失效或内后视镜干涉。除了物理装配,功能支架的表面特性同样关键。它必须避免对摄像头造成任何光学干扰,这对材料的表面光洁度和成型精度提出了特殊要求。同时,支架本身需具备足够刚度,以抑制行驶振动,确保相机成像稳定。
技术实现:VDA数据准备软件
客户作为一家造车新势力公司,需要快速验证所设计的ADAS功能支架是否能够达到量产标准,对打印零件的精度和装配要求非常高。他们最终在几个供应商中,选择了上海森尼智能科技有限公司SLA打印设备SN-S600,以及漫格科技的VoxelDance Additive数据准备软件解决方案。
上海森尼智能科技有限公司SLA打印设备
VDA软件内置了常用支撑类型的默认参数,用户可以根据需求,对默认参数进行调整。智能支撑生成后,工程师也可以灵活地手动调整支撑,相比于从零开始编辑参数,有效节省了80%的时间。
用户采用了VDA软件对模型进行精细的数据准备,通过以下关键步骤,保障了从数字模型到高品质实物的一次性成功转化:
1. 自动生成支撑方案——高效生成支撑结构/脚本参数灵活多样
利用VDA的支撑脚本功能,可根据工艺和材料需求,高效、自动地为打印件生成了整体支撑结构。VDA提供的智能支撑以其独特的脚手架结构,较小的接触点,让浸泡在溶剂中的零件拆除支撑变得简单容易,大大减少后处理时间,成为SLA打印中最受欢迎的支撑结构。
采用支撑脚本为支架自动生成支撑
2. 手动生成支撑方案——点对点精准调整
针对支架上关键的装配卡扣和复杂区域,特别需要确保其精度要求,相差分毫则会出现无法装配的问题。因此,工程师可以通过改变支撑锚点的位置,避开装配的关键部位,同时确保这些关键部位的成型精度。手动编辑支撑功能,可以对支撑锚点和分支进行“点对点”的精准调整,确保了每一处细节的打印质量和后续去除的便利性。
通过手动编辑确保关键区域的支撑可靠性
3. 方向优化+打印评估——多维度优化实现降本增效
为实现成本效益最大化,软件中自带的“方向优化”和“打印评估”功能可以为客户提供最优的解决方案,从而实现降本增效的目的。“方向优化”功能可以基于打印时间、支撑体积等多个维度进行比较,确定最佳的零件摆放方向。“打印评估”功能可以在打印前对成本和时间进行精确估算,真正实现降本增效。
方向优化与打印评估
4. 孤岛检测——防止出现人为失误
孤岛检测功能帮助检查出需要但未添加支撑的区域。在工作量比较大的情况下,工程师无法估计到零件处理的方方面面,自然会出现人为的失误。孤岛检测功能能够有效规避因支撑不足而导致单独轮廓无法被固定,进而引发与刮刀干涉碰撞,最终导致打印失败的风险。
孤岛检测功能确保打印一次成功成果与价值
1. 颠覆性效率:以9小时打印重构开发流程
此次玻璃功能支架零件的总打印时长仅为9小时。3D打印技术成功将支架原型制造周期从传统工艺所需的“数周”缩短至此。这不仅实现了设计与制造效率的极大飞跃,更通过VDA软件的多角度保障功能,有效确保了打印成功率,显著减少了不必要的材料与时间损耗。
VDA软件内置了常用支撑类型的默认参数,用户可以根据需求,对默认参数进行调整。智能支撑生成后,工程师也可以灵活地手动调整支撑,相比于从零开始编辑参数,有效节省了80%的时间。
采用VDM解决方案进行打印的支架零件与支撑结构
2.“零妥协”品质:完美达成严苛装配与光学标准
经过后处理的最终成品,完美满足了项目设定的全部严苛标准。支架的装配精度严格符合0.05 mm的公差要求,同时其表面光洁度达到了0.4μm,完全满足ADAS摄像头的精密光学性能要求 。
后处理的支架零件成果总结
借助 VoxelDance Additive数据准备软件与3D打印技术,客户在前挡玻璃功能支架开发中实现了颠覆性突破。9小时的打印时长较传统工艺的数周周期大幅提升效率,低试错成本显著节约开支,同时高设计灵活度与强定制化能力,完美满足严苛的装配精度与光学标准,为汽车核心零部件高效开发提供了有力支撑,也为新能源汽车的快速迭代注入了强大动能。