8月13日，福特一项在汽车悬架部件内部创建流体通道的专利在德国公开。该专利涉及在转向节和控制臂的3D打印过程中预留内部通道，使制动液和冷却液能够流经这些通道。 从描述可以看出，该专利的核心在于利用3D打印技术，制造出集多种功能于一体的智能化汽车部件。 传统上的悬挂部件只起到承载的作用，输送制动液或冷却液的工作由额外的软管、支架、卡扣等零件负责。 悬挂部件的传统加工技术如铝合金铸造或钢制锻造/冲压焊接等工艺，决定了其形状必须规则，难以制造出内部弯曲、封闭的复杂流道。 而3D打印则可以直接制造出内置流道的零件，这在模具、航天发动机等领域已经获得了广泛应用。 对于汽车转向节和控制臂零部件来说也是如此，只需在零件内部设计出流道，3D打印即可层层制造出满足功能需求的悬挂部件。 制动液或冷却液直接在悬挂部件内部输送，从而大幅缩短甚至不再需要刹车软管，不仅能让汽车底盘布局更加简洁，也能大大简化整车装配流程。 该专利描述到，悬架运动时，转向节的位移量可达38cm。减少该部分外部管道的长度，可以降低作用在管道上的力，并减少暴露于外部空气的表面积。 该通道并非穿过部件中心，其位置由“最短路径”决定，这里指的并非绝对最短长度，而是在保持流量和性能的前提下的最短路径。通道的直径可以沿途进行调整。较宽的管段可以容纳流体，并起到缓冲作用，吸收压力波动。 在3D打印过程中，还可以在零件内部嵌入传感器和电路，用于实时监测悬挂受到的力，并将信息传递给车辆的控制系统。此外，还可以集成液压衬套，通过流体流动来改变阻尼系数。 如果福特工程师开始围绕内部流体、嵌入式传感器和集成电气功能来设计量产车辆，那么3D打印对汽车制造的重要性将显著提升。 另一项已经落地的应用来自超级跑车开发公司Czinger Vehicles。 它推出了一个名为BrakeNode的制动组件，据称这是首个将汽车制动卡钳、悬架立柱和液压油路整合到一起的拓扑优化、3D打印单一结构。 该组件首次应用于Czinger 21C超级跑车平台的第三款衍生车型——21C Spyder，该车型于上周末发布。 Czinger计算得出，与传统的制动结构相比，非簧载质量减少和刚度均提高了30%，并声称制动距离缩短了15%。 空心承重部分占零件材料的37%，液压油通过内部通道流动，消除了传统外露的制动管路。这一点其实和福特的设计不谋而合。 Czinger表示，21C Spyder跑车23%的部件采用Divergent Technologies开发的3D打印工艺。 其中一个名为MegaNode的部件，将转向齿条、电机外壳、前悬架组件和前碰撞结构折叠成一个整体，相比单独制造这些部件，重量减轻了25%。 Czinger 还打印了汽车的悬架控制臂和转向齿条外壳。变速箱外壳同样采用增材制造和拓扑优化，它是首个安装在量产车上的此类部件。 从这两个案例可以看出，汽车行业对3D打印技术的应用已经远远超出仅制造原型的范畴，而且也不再局限于制造复杂结构零件，如今正在向创造功能集成性部件发展。 功能驱动设计，也成为3D打印技术应用发展的重要方向。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，宝马集团于3月4日发表了题为“可扩展、自动化、开放材料：宝马集团持续投资增材制造，并将该技术提升到下一个工业水平”的文章，明确了3D打印技术在其未来生产体系中的核心地位，并特别指出将继续加大使用规模，将于2027年开始采用电弧3D打印批量生产汽车零件。 宝马集团3D打印技术现阶段应用情况 报道指出，增材制造技术现已全面融入宝马集团产品生命周期的各个阶段。从早期研发和原型制作，到批量生产，再到支持全球生产网络，3D打印组件的应用无处不在。 在原型制造领域，增材制造技术能够满足宝马几年前还无法实现的各种功能需求。该技术正日益成为快速、灵活且先进的开发流程中不可或缺的工具，为缩短开发周期做出了决定性贡献。例如，增材制造为新级别车辆的开发和验证提供了支持。3D打印部件也被应用于最新一代电驱动技术的研发中。 在宝马集团全球工厂的生产系统中，增材制造技术均已得到应用。这项技术为整个生产网络提供支持，使他们能够快速灵活地制造3D打印部件，从而优化工作流程和生产工艺。目前，该领域正经历着非常迅猛的增长。 对于终端客户组件，如个性化零件、系列零件和售后零件，该技术既具有技术优势，又具有经济优势，并创造了独特的客户体验。 宝马集团观察到，该技术在产品生命周期的各个阶段都实现了强劲增长并拥有更广泛的应用领域，促使该公司将继续加大对这项关键技术的投资。 宝马集团3D打印技术未来应用新计划 宝马指出，通过3D打印规模化生产，他们将能够制造尺寸更大、性能显著提升的零部件，并在整个产品开发过程中大幅缩短交付周期。对于许多应用而言，将不再需要模具，从而极大地提高灵活性和速度。 在研发阶段，增材制造工艺已经能够制造出可用于动态功能测试甚至碰撞测试的高性能组件，其质量水平达到了以往需要原型模具才能实现的水平。增材制造园区的新一代高产能自动化系统能够实现更快、更高效的生产。更大的成型体积使得制造大型一体式高性能组件成为可能，这为原型制造开辟了更多应用领域，并促进了该技术的广泛应用。 在批量生产方面，他们预计未来几年内，高生产效率系统将能够生产更大尺寸、更高数量的零部件。WAAM技术显著加快了大尺寸零部件的生产速度，并能与现有的系统实现最佳集成。 宝马电弧增材制造的产品 在生产系统内部，快速、稳定且易于使用的设备确保其遍布全球的工厂能够独立、快速、本地化地生产增材制造辅助零件，这提高了整个研发和生产网络的效率。 短期内，宝马将专注于整合新一代设备。这将使其朝着增材制造的广泛产业化稳步迈进。在技术方面，宝马正在将WAAM技术全面转化为批量生产。原型开发流程已相当成熟；车辆测试自2025年起已启动，将从2027年开始批量生产首批零部件。 宝马电弧增材制造的零件 通过这种方式，宝马集团正在积极推动增材制造技术从技术和组织层面向完全集成和广泛应用的生产技术转型。 进一步扩大使用规模的具体措施 IDAM和POLYLINE这两个重要的前期研发项目是推动增材制造应用规模化发展的关键因素。这两个项目是宝马集团主导的金属和聚合物3D打印自动化运行项目，通过明确需求、开发解决方案和试点系统集成结构，为汽车行业增材制造规模化发展奠定了基础。 宝马规模化战略的关键支柱是采用自动化、数字化联网的流程链、开放式物料系统和开放式接口，所有这些都能够与现有的生产结构无缝集成。宝马指出，他们正在投资构建一个围绕这些需求而扩展的技术组合，以及具有更大成型体积的系统。 在聚合物领域，其尽可能采用完全可量产的系统。如果市场上尚无此类解决方案，他们会采购根据特定需求定制设计的设备。未来，其将越来越多地部署能够可靠满足工厂高性能标准的系统。 在金属领域，宝马已将IDAM项目的核心子流程整合到园区基础设施中。下一步是引进全新一代金属3D打印机，随后将诸如电弧增材制造（WAAM）等新型制造技术整合到宝马集团的生产网络中。 此外，宝马还在园区内进行密集的技术探索，测试新技术、新材料和新工艺，并逐步将其转移到宝马集团的生产网络中。 另一个决定性因素是其全球研发和生产员工的培训和资质。通过在整个组织内广泛应用增材制造专业知识，将为全公司可持续规模化发展奠定了基础。 宝马位于奥伯施莱斯海姆的增材制造园区于2020年落成，将生产、研发和培训融于一体，加速了增材制造工艺在研发和批量生产中的应用。自增材制造园区投产以来，已生产并应用于宝马集团旗下所有品牌的零部件超过160万件。此外，每年还有超过10万件零部件在全球各地的汽车工厂以分散式生产的方式生产。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印 #宝马

近日，铂力特又介绍了一款汽车行业3D打印应用——兼顾轻量化、高强度与优秀外观表现的钛合金汽车门铰链，并于德国Formnext 2025展会现场展出。 车门铰链作为影响车门开闭手感与长期使用耐久性的关键部件，其设计在保证功能可靠的基础上，还需进一步兼顾轻量化、强度与外观品质，以更好地匹配用户对车身细节体验与整体质感的追求。 图片为AI生成 该车门铰链由叶片与基板组合构成，均采用BLT-S-Ti64钛合金粉末制造。其中，叶片尺寸为263mm×207mm×132mm，重量约2.43kg；基板尺寸为247mm×242mm×117mm，重量约1.02kg。相比传统采用铸铝或铸铁工艺的同类零件，该钛合金铰链在保证结构强度与使用可靠性的前提下，实现了整体减重约50%，为零件轻量化与动态性能提升提供了支持。 钛合金汽车门铰链组件 针对零件实际使用工况与载荷条件，该车门铰链采用拓扑优化精细设计内部结构，在满足强度、刚度及装配精度等功能要求的前提下，对材料分布进行优化，精准去除冗余部分，实现减重约50%的轻量化目标。 这一优化设计有效提升了材料利用效率，降低了整车簧下质量。同时，优化后的结构依然保持了良好的力学性能与疲劳耐久性，确保铰链在长期使用中的稳定性和可靠性，实现“轻而强”的功能目标。目前，该车门铰链已通过各项检验和测试，所有结果均符合设计标准与要求，验证了其具备批量生产的条件与可靠性。 金属增材制造技术的让汽车零部件设计突破传统限制成为可能，实现更轻、更强、更一体化的制造。铂力特表示，未来将持续深化金属增材制造技术在汽车领域的应用，致力于为行业提供更高效的轻量化制造方案。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，比亚迪仰望研究院院长杨峰于10月30日介绍了仰望U9X车身3D打印技术的研发历程。他表示，这是一次面向未来制造范式的突破性探索。 面对整车极限速度以及极致操控性的挑战，车身选择使用最先进的、最前沿的技术和材料去进行设计。3D打印技术赋予车身高度的结构自由度与集成化，可实现车身超高的赛道级刚度、极致的碰撞安全以及行业领先的轻量化系数。 仰望团队以航空航天领域轻量化材料为研究蓝本，定制化开发的高强度铝合金，凭借3倍于传统铸造铝合金的屈服强度，完美平衡了轻量化与结构性能的矛盾。 研发过程中，团队首创"多维曲面参数化建模技术"，攻克复杂自由曲面连续过渡难题，实现航空航天级拓扑优化结构——全球首发的Printing HyperCell超维蜂巢技术，通过空腔与筋条的协同加强，在同等重量下较实心结构扭转刚度提升超200%。 采用激光选区熔化技术实现0.03mm级微米精度打印。通过工艺参数动态补偿算法，解决大尺寸薄壁结构热变形难题，确保车身关键安装面公差≤0.1mm，达到航空发动机叶片的制造精度等级。 整车超强的扭转刚度，使3D打印车身在400km/h+极速过弯时，动态响应实现大幅提升；超自由化的3D打印车身结构完美匹配并高效串联各系统，实现了整车的深度耦合，极大提升了赛道级操控稳定性。 凭借材料-结构-工艺的系统性突破，U9Xtreme车身在欧洲车身大会斩获中国品牌唯一奖项。并以评审团最高分获得国际权威认可。这一突破不仅验证了航空航天级制造工艺在汽车领域的工程可行性，更为后续航空航天技术的车规化应用开辟了创新路径。 注：本文内容来自仰望汽车杨峰微博。

石墨烯作为一种具有独特物理和化学性质的二维材料，因其优异的电导率、机械强度和热导率，被认为在电子学、能源存储和电磁干扰（EMI）屏蔽等领域具有巨大的应用潜力。然而，传统的石墨烯加工方法通常依赖于高温处理或化学还原剂，这些方法不仅能耗高，还可能引入杂质，影响材料的性能。此外，石墨烯的疏水性和层间强范德华力使其在水性介质中的分散性较差，限制了其在3D打印等先进制造技术中的应用。 近年来，随着3D打印技术的快速发展，直接墨水写入（DIW）作为一种能够精确控制材料形状和结构的增材制造技术，逐渐成为制造复杂结构材料的重要手段。然而，石墨烯基墨水的开发面临着诸多挑战，包括如何实现石墨烯在水性介质中的均匀分散、如何优化墨水的流变性能以满足3D打印的需求，以及如何在不牺牲材料性能的前提下实现大规模生产。 3D打印技术参考注意到，滑铁卢大学的研究人员针对这些问题，提出了一种全新的无添加剂、基于水的全石墨烯墨水，通过两步电化学方法制备，实现了石墨烯基墨水的高效3D打印，无需后处理还原步骤，为石墨烯在电子学和EMI屏蔽等领域的应用提供了新的思路。 石墨烯的3D打印 本研究的核心在于开发一种无添加剂的石墨烯基墨水，通过两步电化学方法制备，实现了石墨烯的高效分散和墨水的优良流变性能。具体过程如下： • 石墨烯的电化学合成 研究中采用了一种两步电化学方法来合成石墨烯。研究发现，磷酸插层的石墨烯具有最高的产率（85%），且在电导率和EMI屏蔽性能方面表现出色。 • 墨水的制备与流变性能优化 将合成的石墨烯分散在水中，通过溶剂交换法将其转化为水性墨水。为了满足3D打印的需求，研究团队对墨水的流变性能进行了详细表征和优化。通过调整石墨烯的浓度和插层条件，研究团队成功制备了适用于3D打印的墨水。   • 3D打印实验 使用BIO X生物打印机进行3D打印实验。研究团队设计了多种结构，包括矩形网格和特定形状，以验证墨水的打印性能。打印后的结构经过冷冻干燥处理，以去除水分并固定形状。 通过X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、拉曼光谱和X射线光电子能谱（XPS）等手段对合成的石墨烯进行了表征。结果表明，磷酸插层的石墨烯具有最少的缺陷和最高的电导率（158 S/cm），且在50mm厚度下实现了50dB的EMI屏蔽效能。相比之下，硝酸和硫酸插层的石墨烯由于氧化程度较高，电导率较低。 研究发现，墨水的流变性能与其打印性能密切相关。磷酸插层的石墨烯墨水在3 wt%浓度下展现出最佳的流变性能，其储能模量（G'）和损耗模量（G''）均高于其他样品。此外，该墨水在打印过程中表现出良好的均匀性和形状保真度，能够精确地打印出设计的结构。 打印后的石墨烯结构在干燥后展现出优异的电导率，无需后处理还原步骤。通过扫描电子显微镜（SEM）观察到，打印结构具有多孔的层状结构，这不仅增加了比表面积，还有助于电子传输，进一步提升了材料的性能。 3D打印石墨烯的应用前景 本研究开发的无添加剂石墨烯基墨水为石墨烯在电子学和EMI屏蔽领域的应用提供了新的可能性。这种墨水不仅具有优异的导电性和EMI屏蔽性能，还能够通过3D打印技术制造出复杂的结构，满足个性化和定制化的需求。此外，该方法避免了传统方法中使用的有害化学还原剂和高温处理，符合绿色制造的理念，具有广阔的应用前景。未来，这种石墨烯基墨水有望在多个领域得到进一步应用和推广。   石墨烯的高导电性和良好的机械性能使其成为制造柔性电子器件的理想材料。通过3D打印技术，可以精确地制造出复杂的电路结构，为可穿戴设备、柔性显示器和传感器等领域提供新的解决方案。 随着电子设备的日益普及，电磁干扰问题日益严重。这种石墨烯基墨水打印的气凝胶具有优异的EMI屏蔽性能，能够有效阻挡电磁波的传播，可应用于电子设备的外壳制造和电磁屏蔽涂层。 石墨烯的高比表面积和良好的导电性使其在超级电容器和锂离子电池等能源存储器件中具有潜在应用价值。通过3D打印技术制造的多孔石墨烯结构能够提高电极材料的性能，提升能源存储效率。 总之，本研究通过创新的电化学方法和3D打印技术，成功开发了一种无添加剂的石墨烯基墨水，为石墨烯在多个领域的应用提供了新的思路和方法。这一成果不仅展示了石墨烯的巨大应用潜力，也为未来的材料科学研究和工业生产提供了重要的参考。 推荐阅读：Additive-free graphene-based inks for 3D printing functional conductive aerogels 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

英国汽车制造商捷豹路虎（JLR）的增材制造技术专家Luke Fox在最近的英国3D打印生态行业协会论坛上，阐述了3D打印如何提升该公司豪华汽车生产的经验。 值得注意的是，该车企并未将3D打印用于最终使用部件的大批量生产；相反，其价值在于满足日益增长的个性化定制需求，同时加速测试车辆功能原型的生产。后者代表了捷豹路虎在其增材制造中心内部制造的大多数部件。Fox强调了这种增材制造能力的重要性，并表示如果没有3D打印，该公司将无法如此快速地完成测试。这位技术专家还讨论了增材制造如何解决当前汽车行业面临的最紧迫问题。 汽车制造商正努力减少碳足迹，并使车辆符合环境法规，而许多汽车可持续性目标期限即将来临。据Fox称，3D打印将在实现JLR到2039年整个供应链净零排放的承诺中发挥关键作用。捷豹路虎增材制造英国公司（AMUK）是英国3D打印生态系统公司的行业协会，其最近的成员论坛在航空航天制造商GKN Aerospace位于布里斯托尔的全球技术中心举办。 捷豹路虎如何使用3D打印技术 2018年，JLR承诺每年生产100万辆汽车。然而该公司已改变战略，优先注重质量而非数量，2023年生产了约40万辆汽车。增材制造在实现这一目标质量方面发挥了关键作用。JLR的增材制造中心拥有20台工业级3D打印机，涵盖六种增材制造技术。这些包括HP、EOS的3D打印机，以及SLA、FDM和PolyJet 3D打印机。 捷豹路虎增材制造中心的 EOS 3D 打印机 聚合物粉末床熔融技术占公司增材制造能力的87%。立体光固化成型占其系统的8%，而材料喷射和材料挤出分别占3%和2%。“目前，我们内部仅从事聚合物业务，不进行任何金属3D打印，”Fox补充道。增材制造中心在公司内部扮演着卓越中心的角色，从早期设计模型到功能部件都发挥着各种作用。该中心被设立为内部资源，JLR所有部门的工程师都可以申请3D打印部件。 增材制造技术也已融入捷豹路虎公司不同中心和部门。作为JLR的生产基地之一，Halewood工厂的工程师拥有大约十几台工业级FDM 3D打印机。其他制造和工程现场也分布着较小的桌面FDM系统。据Fox称，这些打印机用于快速原型制作和测试，然后才将更复杂的部件带到AMC，这种分散的方法有助于保持灵活性。   过去，JLR曾利用增材制造生产最终使用的汽车零部件。一个显著的例子是2019年的捷豹XE SV Project 8，它融入了十多种增材制造的部件。这些部件包括前牌照架支架、汽车座椅头枕支撑和外部空气动力学特征。然而，这些都是小批量生产，Project 8仅生产了300辆。 一个更实用的用例是涉及旧款部件。Fox提到了1999年款路虎发现2座椅把手的一个反复出现的问题，这个部件容易损坏。拥有该车型的客户现在期望能从路虎经销商处订购替换部件。然而，最初生产这些部件的公司已不复存在，且注塑模具也已丢失。 3D打印的路虎发现2替换座椅把手 JLR的解决方案是在公司内部3D打印这些部件，并稍微改变几何形状以增加耐用性。“我们每年打印大约50个这样的部件，客户通常不知道这些替换部件是3D打印的，个性化定制是增材制造在汽车领域的另一个显著应用。个性化定制肯定不会消失，所以我们正在做很多这方面的工作。JLR正在积极研究如何利用3D打印实现更多定制部件，如个性化油箱盖和仪表盘。” 然而，JLR增材制造工作的“绝大多数”都集中在测试车辆的功能原型上。3D打印原型部件显著加快了测试过程，使设计更改的制作和评估比传统制造方法快得多。 捷豹路虎金属3D打印路线图 Fox表示，捷豹路虎未来将进一步扩大增材制造的应用，但更注重的是扩展能力而非单纯提升产能。这一战略发展的重点之一在于显著增强其金属3D打印能力。JLR已借助外部金属3D打印技术，为Range Rover SV 460车型生产了豪华后桌组件，该部件由一级供应商制造，年产量约为40件，虽属低产量部件，却标志着金属增材制造已应用于JLR的生产车辆中。 随着公司规模的扩大，JLR正积极探索将金属3D打印技术融入更多大批量制造应用场景。Fox提及了一个重大项目，该项目通过3D打印技术来支持约一百万个零件的生产。在项目初期，JLR采用了激光粉末床熔融技术进行初步的概念验证测试。随后，为了获取更严格和精确的结果，团队计划生产几百个金属部件，并转向使用粘结剂喷射技术，同时考虑将金属注射成型作为最终的生产技术。 据Fox介绍，粘结剂喷射3D打印工艺所生产的部件在机械性能上更接近预期目标。这种方法不仅能够在不承担高昂的传统金属制造工具成本的情况下，实现更广泛的测试和精细化调整，而且还为JLR在投产前更有效地优化设计提供了可能。在讨论JLR更广泛的增材制造战略时，Fox强调了平衡内部能力与外部合作的重要性。虽然JLR能够在内部进行原型制作和部件测试，但在扩展到全面生产阶段时，往往需要将工作外包给专业的供应商。 Fox坦言，JLR并不具备大规模生产的能力，因此他提出的“恰到好处”的选项是，与供应商就内部设计和测试进行紧密合作，并在生产规模逐渐扩大时逐步移交相关责任。这种合作模式已被其他汽车制造商，如兰博基尼所采用，显示出其在利用增材制造定制化优势的同时，将大规模生产过程转移给第三方的有效性。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。

3D打印技术参考注意到，国际气联新发布了2026年一级方程式赛车技术规则，其中引入了有关增材制造技术的重大更新。这些规则确定了可应用增材制造的材料、组件和特定领域，确保安全性和性能，同时促进创新。被批准应用的3D打印材料包括： a. 铝合金：包括AlSi10Mg、AlSi7Mg、Al Cl−30AL、P339 AM、EOS Aluminium 2139 AM以及Aheadd CP1。这些材料因其重量轻和强度高的特性而受到青睐，使其成为一级方程式赛车高性能应用的理想选择。 b. 颗粒增强铝合金：如A20X、2024−RAM2、6061−RAM2等。 c. 铝镁合金：包括Scalmalloy和HRL 7A77等。 d. 钛合金：涵盖Grade 1、Grade 2、Ti6Al4V、Ti6AL4V ELI、Ti 5553以及Ti 6242等多个等级，主要用于高应力部件。 e. 钢合金：包括316、304、MS1、15−5PH和17−4PH等。这些钢种对于需要在极端条件下保持耐用性的部件至关重要。 f. 不含铍的铜合金。 g. 高温合金：如Inconel 625、Inconel 718以及钴铬合金等。这些合金之所以被列入名单是因为它们能够承受高温，非常适合用于暴露在极热环境中的部件。 此外法规还规定，通过增材制造生产的部件的最终质量必须至少为打印部件质量的60%，不包括支撑结构，这确保了部件的结构完整性和性能。最后，出于健康和安全考虑，禁止使用含铍的增材制造材料。 3D打印允许制造的特定部件 2026年法规还规定了允许使用增材制造的部件，重点是保持创新和安全之间的平衡。汽车增材制造专家Andrew Cunningham强调，最重要的创新之一是悬架立柱现在可以使用钛合金或铝合金3D打印。这种灵活性使团队能够优化悬架部件的设计和性能，这对于车辆的操控性和稳定性至关重要。 其他增材制造组件包括排气组件：在排气组件的特定区域允许使用增材制造，这些区域可以充分利用增材制造技术的精度。例如，气缸盖连接处的短管/法兰元件、连接主涡轮和副涡轮的3合1元件以及副涡轮和涡轮增压器 (TC) 之间的连接等组件都是可以应用增材制造的指定区域。但是，这些元件受到严格的尺寸限制，以确保所有团队的一致性和性能。 尽管增材制造被广泛使用，但法规仍施加了某些限制以保持公平性和性能标准。值得注意的是，对于主热交换器，法规规定核心和集管箱必须由铝合金制成，核心本身不能使用增材制造生产。这一限制可能旨在确保可靠性并防止开发超轻、可能不太耐用且可能危及安全的热交换器。 热交换器内的管道和翅片的尺寸也受到严格控制，并要求有特定的最小厚度。这些措施确保虽然可以使用增材制造来提高性能，但不会导致材料厚度不安全减少或损害关键冷却系统的完整性。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.2024全国行业职业技能竞赛｜Design X和Control X软件赛前直播使用技巧 2.干货：详解两种先进3D打印铜合金高导电、高导热的性能与应用差异 3.论坛：粘结剂喷射3D打印全球大厂联袂同台，深度剖析新技术对传统制造的挑战与机遇 4.增材领域多位专家、多个方向！激光与增材制造论坛值得参加！  

3D打印技术参考注意到，BMW Group于5月23日公布了一则消息，在位于Oberschleißheim的“增材制造园区”，即宝马集团3D打印生产、研究和培训中心枢纽，2023年3D打印的零件数量超过300000件。此外，从斯巴达堡和德国工厂到亚洲工厂，构成全球生产网络的所有工厂每年3D打印生产零件超过100000件。 宝马集团是应用增材制造技术的先行者。早在1991年，3D打印机就已用于生产单个汽车零部件，最初用于概念车、原型车和赛车，后来用于生产模型。宝马集团如今还通过各种3D打印工艺制造各类教学用、生产用工装夹具及其他工作辅助工具，还包括用于CFRP车顶、地板组件等部件的重量优化大型机器人夹持器。本文内容，3D打印技术参考主要介绍宝马集团的最新应用案例，并梳理该公司近些年应用3D打印技术的发展脉络。 大规模生产3D打印砂型模具 长期以来，宝马集团兰茨胡特工厂每天都在使用增材制造工艺。多年来，这些工艺包括用于制造铝制气缸盖的模具，这些模具采用砂型3D打印工艺制造，这使得制造非常复杂结构的模具成为可能。 3D打印制造大型机器人夹持器 多年来，宝马集团位于兰茨胡特的轻量化结构与技术中心一直在使用一种特别大的夹持器，其采用3D打印工艺制造。该机器人夹持器重约120公斤，仅需22小时即可制造完成，然后用于压机生产BMW M GmbH车型的CFRP车顶。与传统夹持器相比，使用3D打印制造的版本重量减轻了约20%，从而延长了机器人的使用寿命，减少了系统的磨损。机器人夹持器的独特之处在于两种不同3D打印工艺的完美结合。真空夹持器和针式夹持器的夹钳采用选择性激光烧结 (SLS) 制造，而大型车顶外壳和轴承结构则采用MAKEiT的大尺寸挤出3D打印工艺（LSP）制造。 宝马集团慕尼黑工厂3D打印机器人抓手 宝马集团兰茨胡特工厂的3D打印机器人抓手 2023年夏，宝马集团新一代更轻的夹持器问世。为了实现这一目标，对之前的夹持器概念进行了分析和拓扑优化。这是一款仿生的机器人夹持器。新夹持器比其前身轻25%，这意味着制造BMW M3的车顶的整个过程只需一台机器人即可完成，而以前需要三台。如今，宝马集团兰茨胡特工厂的所有CFRP车顶都使用由宝马集团内部单独制造的双夹持器，这要归功于3D打印技术。 新型3D打印夹持器用于底盘制造 宝马集团还在底盘制造中使用了采用3D打印工艺生产的夹持器，例如，宝马集团雷根斯堡工厂使用LSP工艺打印的夹持器来安装车门。3D打印技术提高了夹持器的刚性，同时减轻重量。宝马集团慕尼黑工厂的首批仿生机器人夹持器已在母厂投入使用。该夹持器可以夹持和移动BMW i4的整个地板组件。对于地板组件夹持器，使用3D打印来创建充满液态铝的砂型铸造模具。支架在重量和最大负载能力方面进行了优化，加上所有附加元件后重量仅为110公斤，这比之前的传统型号轻了大约30%。使用砂型铸造和铝制造可以呈现复杂的负载优化结构。这可以最大程度地减轻重量，从而可以在中期内使用更小更轻的重型起重机器人，从而减少能耗，从而减少二氧化碳排放。 宝马集团雷根斯堡工厂3D打印机器人抓手 宝马集团慕尼黑工厂3D打印机器人抓手 宝马集团慕尼黑工厂工厂工程和机器人技术负责人Markus Lehmann 表示：“在慕尼黑工厂，我们正在不断扩大通过增材制造创造的生产辅助工具的使用。在夹持器和搬运系统领域，我们使用3D打印为现有的夹持器配备单独的打印附件，并且已经用高度集成和重量优化的轴承结构替换了整个夹持器系统。在搬运整个BMW i4地板组件时，这使我们能够将整个夹持器的重量减轻30%（50 公斤），从而延长了设备的使用寿命。” 宝马集团增材制造技术应用脉络 宝马集团声称，2010年-2018年已生产超过100万3D打印组件。仅在2018年3D打印的零部件就超过20万个。很明显，如今的生产规模已经发了一番。2020年，宝马集团耗资1500万欧元的增材制造园区正式启用。该园区将原型和系列零件的生产集中在一起，同时研究新的3D打印技术，并为全球无工具生产的推广提供相关培训。 宝马集团增材制造园区 随着3D打印生产和应用规模的不断升级，无人车间、自动化就显得尤为重要。经过多年、多方努力，宝马集团成功建成金属、聚合物及砂型3D打印自动化产线。 2022年5月，3D打印技术参考报道了宝马集团IDAM项目成功实施。该项目由宝马集团牵头，与吉凯恩、亚琛工业大学、弗朗霍夫激光技术研究所在内的12家企业和研究机构共同参与推动，目标是在汽车生产领域彻底改变金属3D打印的使用方式，降低成本和减少工时（如模具制造环节），更好的满足定制产品的需求。宝马因此建立了一条数字联网的全自动金属3D打印生产线，并为汽车系列生产做好了准备。通过将金属3D打印集成到汽车行业传统生产线中，IDAM计划每年至少批量生产50000个组件和10000个零配件用于汽车生产，同时保证零件的一致质量并释放目前极高的成本压力。 宝马集团金属3D打印自动化产线一角 2023年四季度，宝马声明完成聚合物和砂型3D打印自动化产线建设。聚合物3D打印自动化产线的建设基于EOS P500 SLS系统，其专为高度自动化并集成到现有生产线而开发。产线运行过程中，可自动更换打印缸并冷却刚打印完的缸体，通过安全运输容器和自动导引车，以及带有KLT处理和箱式拾取机器人的单元，用于进一步处理和分类组件。系统自动化和集成水平因每个用例而异，并且可以根据每种情况进行专门调整。在这种情况下，机器确保了最高的可靠性、最高水平的均匀性、重复性和再现性。 宝马集团聚合物3D打印自动化产线一角 砂型自动化产线的建设基于定制的低排放解决方案，将voxeljet的高速VX1300-X砂型3D打印机集成到全自动的预处理和后处理工作流程中，包括用于固化3D打印芯材的工业微波。最新一代VJET-X 3D打印机的打印速度提高了十倍，砂芯的无工具设计允许以前所未有的速度进行变体更改，而无需耗时的工具更换和生产停机。未使用的材料100%回收并在生产过程中重复使用。 宝马集团砂型3D打印自动化产线一角 3D打印自动化产线项目无疑将会给增材制造技术的工业化规模实施带来巨大改变，同时促进效率及成本效益的进一步提升。一旦减少了人工参与，3D打印厂房将真正变成了黑灯工厂，各环节的自动化运行将使人们看到3D打印将真正成为革新制造技术的重要推手。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请联系授权。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.先临三维通过德国TISAX最高等级AL3认证，获欧洲汽车行业信息安全认可 2.应用行业渗透：宝马将使用电弧增材制造生产汽车部件 3.一辆车安装115个3D打印零件，汽车3D打印直接应用稳步破冰 4.吉利汽车研究院高级技术专家：3D打印如何实现车规级的创新应用

宝马集团长期以来一直是增材制造技术的用户和创新者。3D打印技术参考跟踪了该公司最近几年在3D打印技术领域的应用进展，尤为突出的是，它已经实现了塑料、金属和砂型3D打印的初步自动化制造。大约在2015年，该公司开始关注电弧增材制造技术(WAAM)，根据最新的消息，宝马计划从明年开始在车辆中测试电弧增材制造的零件。 电弧增材制造技术与其他金属3D打印及传统制造工艺不同，它利用通过电弧熔化的金属丝来实现层层制造。该技术能够创建中空结构，生产出具有卓越刚性重量比的部件，超越了通过传统压铸方法生产的零件性能。这不仅可以使零件变得更轻、更坚固，而且还可以降低能源需求并最大限度减少材料浪费。 铝是汽车制造的首选材料，同时，铝合金也是电弧增材制造最重要的成型材料之一。根据3D打印技术参考的技术案例积累，知名民营航天公司Relativity Space使用铝合金电弧增材制造技术来打印燃料贮箱结构；西工大也曾发文指出，其高性能铝合金电弧增材制造基础研究为梦天舱和长五B的研制提供了重要技术；首都航天机械有限公司开发的铝合金电弧增材制造技术被用于制造捷龙三号重要部件，该火箭于2022年底成功发射。总的来说，铝合金电弧增材制造工艺目前已经是较为成熟且可靠的制造技术。 宝马电弧增材制造的零件 仍然遵循从高端行业应用开始，逐步走向其他行业的特点，铝合金电弧增材制造技术开始延伸到汽车制造行业。宝马于2015年开始探索WAAM，并于2021年安装机器人单元。粉末床熔融3D打印工艺（宝马现已将其转变为自动化流程）非常适合较小的零件，而WAAM技术更适合车身、驱动器和底盘中的部分。因此，该公司使用该技术3D打印了一个悬架支柱支撑件，并将其与压铸件进行匹配。 “在早期阶段，WAAM工艺可以降低生产过程中的排放量，这一点已经很明显。组件重量较轻，材料利用率优越，并且可以选择使用可再生资源，这意味着可以更高效的生产组件。”宝马增材制造主管JensErtel表示。 WAAM悬架支柱的衍生式设计图纸 为了创造用于车辆的最佳零件，宝马转向衍生式设计。与仿生结构的原理类似，第一步涉及仅利用组件拓扑所需的基本材料。在随后的微调阶段，仅在需要的区域选择性的进行加强。需要特别指出的是，这类仿生组件也许能够通过铸造手段实现，但组件的强度却无法达到3D打印的组件强度；而如果使用锻压，则无疑成本过高。由Relativity Space开发的火箭仿生组件说明了这一特点。 RelativitySpace开发的火箭仿生组件 “WAAM技术已经开始从用于研究发展成为一种灵活的工具，不仅适用于制造测试组件，还适用于批量生产组件。生成设计方法的使用使我们能够充分利用设计自由度，从而充分利用技术的潜力。就在几年前，这还是不可想象的。”宝马集团汽车研究主管Karol Virsik表示。 BMWWAAM技术主管和BMW集团车辆研究主管 正如宝马通过政府支持的财团解决其他3D打印技术的精加工需求一样，该汽车公司可能也需要对WAAM零件做同样的事情。由于焊缝较宽，这些部件具有独特的波纹表面，因此需要对关键区域进行额外的精加工。 但工艺的发展往往超出人们想象。大部分人对电弧增材的印象仍停留在该工艺效率高但制造的零件表面非常粗糙，只能打印大尺寸零件。长时间以来，市场上电弧增材的实际应用大多如此——成型尺寸大、需要后续机加改善表面质量。但3D打印技术参考在2023年底已经报道过，国内领先的电弧增材制造厂商英尼格玛，不断打破工艺极限，已实现大尺寸零部件精细化打印。 英尼格玛铝合金电弧3D打印的汽车底盘英尼格码未经打磨、加工等后处理的电弧增材打印毛坯件 另一方面，铝合金电弧增材制造的质量也是影响零件能否最终应用的关键。电弧增材工艺对过程控制条件要求极高, 而气孔是铝合金增材制造过程易出现的主要缺陷之一。气孔会降低材料致密性，削弱有效截面积，严重的话甚至会影响产品的性能和品质。据了解，为了解决该行业难题，融速科技研发团队经过数百次技术验证取得突破，研发出了高效铝合金气孔抑制技术，符合HB963一级标准。融速科技电弧增材平台AMmake S2系列所采用的该技术生产的零部件，即能够规避传统铝合金制造工艺中的气孔缺陷等。 融速科技铝合金电弧增材制造气孔抑制技术 融速科技铝合金电弧增材制造零件 最初，宝马集团打算将WAAM零部件生产集中在增材制造园区。然而，未来计划将生产扩大到更多地点，并使供应商也能够利用这项技术。此外，还可以将该流程直接集成到装配线中，从而无需使用新工具，只需更新软件即可创建独特的组件并生产各种零件。此外，通过增加回收金属的使用，可以进一步增强该过程的可持续性。完成测试评估后，初步车辆试验计划于2025年开始。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.电弧3D打印太粗糙？国内团队工艺优化重大突破！ 2.重大突破，打破封锁！国产多光束集成丝光同轴激光定向能量沉积技术！ 3.3D打印被用于制造我国探月卫星燃料贮箱 4.国内电弧增材制造技术正在爆发，或在复制SLM技术的成功之路

复合材料的性能与金属材料相比具有高比强度、高比模量、设计自由度更高、易于整体成型以及轻量化等优良特性。然而传统的复合材料成型工艺（如缠绕、模压、拉挤、热压罐、树脂传递模塑等）均存在复杂结构难以成型，开发前期需要开模等工序，严重影响了产研前期研发进度。3D打印技术因免开模、复杂结构易成型等特点，已获得复合材料制造领域的广泛重视。到目前为止，探索复合材料3D打印已经成为一种新的趋势，有望突破传统复合材料成型的限制，带来复合材料制件领域的成本大幅度降低和时间大幅度缩短的变革。 高性能复合材料3D打印通常涉及短/长纤维增强尼龙（PA）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚酰亚胺（PEI）等材料。FDM挤出3D打印工艺是复合材料产品开发的重要选择。 3D打印聚合物性能金字塔 产研新材料研究院（德州）有限公司，成立于2021年1月，是一家专注于海洋用复合材料、5G通讯用复合材料、先进复合材料成型工艺及高端装备等领域的技术研发与成果转化的山东省级“新型研发机构”。 通过与高性能材料工业FDM 3D打印解决方案厂家远铸智能合作，双方共同开拓出两条将3D打印技术用于复合材料产品零件开发应用的路径。 013D打印直接制造替代传统复材成型工艺 3D打印直接制造，是指通过3D打印技术直接制造出研发或生产所需要的零件产品，满足用户在强度、外观、物理化学性能等方面的要求。为某飞行器发动机开发进气歧管，是产研新材料研究院此前的一项重要项目。进气歧管是发动机系统中的关键部件，其性能直接影响到发动机的综合性能。进气歧管的结构相当复杂，在开发过程中存在着模具制作难度大、成本高，后续振动焊接工艺繁琐，工期较长等问题，严重影响到产品的开发效率。 为解决这些问题，产研新材料研究院首次尝试采用FDM 3D打印技术直接制造。其对市面上几家提供FDM技术工艺和设备的企业进行了深入调研，经过对材料性能、设备能力、服务支持等多方面因素考量，最终选择了远铸智能FUNMAT PRO 610HT 3D打印机和PEEK-CF复合材料进行产品开发应用。 FUNMATPRO610HT 3D打印进气歧管及内部结构 FUNMAT PRO 610HT作为一款高性能材料FDM打印设备，主要用于打印PEEK、ULTEM、PPSU等高温高性能热塑性材料，能够满足市面上绝大多数热塑性材料的打印需求，甚至包括用户自研材料。其恒温腔室在打印高性能材料时表现出色，设备喷头加热温度可高达500℃，成型腔室温度可达到300℃，熔融绝大多数高分子材料的同时保证了高温材料的无翘曲打印。 最终部件的三维尺寸为218.4×216.4×95.4mm，通过德州产研院的专家和远铸智能的工艺工程师共同开发和设计，优化模型结构设计（DfAM），调整打印工艺，可实现如下优化： 减重30%：最终打印产品的壁厚最薄至1.7mm，而传统的注塑进气歧管产品厚度约3mm，有效降低飞行器自身重量， 满足安装精度：零件的尺寸精度控制在±0.2mm范围内，充分满足了进气歧管的安装精度要求； 力学强度提高：产品的力学强度达到100MPa，较传统注PA66-GF产品提高30%以上。 耐高温： 该款产品具有优异的耐高温性能，用户长期在144℃℃下稳定使用无变形，极大提高了应用上限。 FUNMATPRO610HT 在制造效益方面，该零件如果采用传统注塑工艺进行开发，模具费用在20万元左右，开模周期45天。而采用3D打印技术，该产品一体成型，无需开模具，成本仅为传统工艺的十分之一，只需4-7天的生产周期。FDM 3D打印技术工艺在产品开发阶段节约的时间和经济成本大大超出了客户的预期，提高了客户的满意度。由此可见，通过远铸智能FUNMAT PRO 610HT打印出来的发动机进气歧管，完美达到了最初用户要求的使用参数，成功替代了传统注塑成型加焊接的生产方式。 02传统工艺融合3D打印复合材料制造的新形式 3D打印除了直接制造复合材料部件，还可以通过与传统工艺结合，横向打通两项技术之间的壁垒，攻克传统技术无法实现的难题。如能将传统工艺和3D打印两种技术结合，则可以实现性能、成本、时间上的最优解以及价值最大化。基于该种创新目的，产研新材料研究院与国内某顶尖高校合作，开发了机器人复合材料机械臂。 产研新材料研究院与远铸智能也因此开拓出了一条将3D打印工艺融入传统复合材料产品零件制造的新途径。双方首先借助FUNMAT PRO 610HT 3D打印PEEK-CF材料一体成型了机械臂的内部支撑结构，该部件结构具有大尺寸、曲面、高比刚度、高比强度的特点，充分体现了打印设备对高性能复杂构件的制造能力。之后，产研新材料研究院使用预浸料铺放方式在3D打印结构外面包覆碳纤维，最终以快速、低成本且免开模具的方式制造出了轻量化程度高、机械强度高的复合材料机械臂，实现了与铝合金媲美的结构强度效果。 机械臂切片图 这种将预浸料铺放与3D打印工艺相结合的制造模式，避免了开模具，从而节省了开模所需要的时间和成本，且产品强度堪比金属，重量远小于金属。这是产研新材料研究院与远铸智能在将3D打印用于复合材料制造的重要探索。3D打印工艺除可与预浸料铺放工艺相结合外，还存在更大的想象空间，可与传统的缠绕工艺、自动铺放工艺、模压工艺等多种技术相结合。 预浸料铺放后机械臂成品件 END 总的来说，3D打印在产品零件设计直接制造及融合传统工艺上都实现了突破，为提高复合材料产品制造效率、降低制造成本做出巨大贡献。通过与远铸的合作，产研新材料研究院展示了其在工程创新领域的实力，同时也证明了3D打印技术在复合材料产品设计制造和应用开发中的巨大潜力。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.华曙高科助力南理工碳纤维增强PEEK增材制造工艺研究获重要成果 2.Stratasys收购连续碳纤维3D打印技术组合，正在走出困境 3.特斯拉机器人使用PEEK减重，多股涨停！国内3D打印方案已突破性发展 4.3D打印中的PEEK：一种耐用且要求苛刻的材料