从原型到工装夹具，专访一汽大众的3D打印技术应用

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作为今年TCT亚洲峰会的演讲嘉宾，一汽大众的吴宏涛先生是国内较早使用3D打印技术的整车OEM的用户，2004年一汽大众成立试制部门，借鉴德国大众开发的经验，在2005年购买了第一台Stratasys FDM打印设备，到如今已经有15个年头了。现在一汽大众一共有三台设备在运行，分别是美国3D Systems iPro 8000，Stratasys 的 Fortus 450，还有华曙高科的SS402P，在今年TCT即将开展之际，我们和吴宏涛先生聊了聊一汽大众的3D打印之路。 1、试制到工装夹具，3D打印在OEM的成熟度几何？ 其实3D打印技术真正的优势还是在小批量方面，作为研发手段来说，现在还是蛮成熟的。十几年走下来，像SLA、SLS、FDM等3D打印零件，在试制上，无论是价格还是性价比方面都很有优势。目前我们3D打印的零件用于试制装车时，主要用作搭载零件使用。即我们不测试零件本身的性能，只是用作搭载其他的零件做实验或者做整车性能试验，一个小的塑料零件对于整车试验的性能影响不大。

3D Systems iPro 8000打印出来的扶手组件 目前3D打印零件应用在整车制造生产中，主要以工装夹具为主，这方面近两年应用普及很快。就工艺层面而言，FDM工艺比较适合工装夹具，设备使用和操作都比较简单，而且可以实现蜂窝结构打印，零件残余内应力，尺寸形状比较稳定，零件不会随着时间而变形，另外FDM工艺一般用ABS材料，这个材料有一个很大的优点，表面不软不硬，比较适合制作直接接触零件表面的工装夹具。如果3D打印零件太软，就容易损坏磨损，太硬则会划伤工件表面。有一些要求强度比较高表面耐划伤的夹具，也会用到粉末烧结SLS工艺。一般说来，目前试制装车（试验车）的零件，比较倾向使用粉末烧结技术，这种零件强度高且耐温性能好。

SLA打印的中扶手储物盒本体

FDM打印的仪表板分装夹具

目前一汽-大众的SLS设备——华曙高科SS402P 3D打印最大的优势还是在小批量，对于大批量生产而言，一个件一年几十万甚至上百万这种情况，还得是批量的模具工艺比较有优势，无论在成本还是效率方面都远优于3D打印，所以说3D打印即便将来应用于批量制造的话，也将是以小批量制造为主，比如开发几百台车的情况。目前3D打印在批量车上用的比较好的主要在高档车上，其搭载的很多部件（包括金属或塑料件）都可以用3D打印去制造，因为对于高档车，本身的产量就很少，开批量模具不划算。但对于大众车型而言，一般一个车型每年都要生产几十万，如果零件既可以用现有模塑工艺制造，又可以用3D打印工艺制造，那么3D打印在这方面就不很经济，所以指望它大规模用在大批量生产上不是很现实。但另一方面，3D打印可以打印任意复杂结构的零件的本质属性，决定了3D打印工艺在未来的批量制造领域注定将占有一席之地。对于传统工艺无法制造的零件，3D打印技术将大显身手！实际上，对于小的复杂结构的金属零件，3D打印相对于机加工艺是具有成本与效率优势的。

SLS工艺打印的REEV谐振腔

一汽大众迈腾2019年销量17万辆，国内销售额累计百万辆 2、对于汽车应用的技术瓶颈？ 3D打印零件其实还是有不如意的地方，简单地说如果要想获得一个高强度，表面质量优异，并且耐温性能又很好的零件，就目前来说，能同时满足这三方面性能的的3D打印零件，没有！这是一个很大的困扰，有赖于3D打印技术的进步，更多的是材料技术的发展！对于汽车行业，高的强度，优异的表面质量，较高的耐温，这三个方面的性能是我们最关注的。 SLS工艺本身强度以及耐温都很好，但是表面稍差一些。并且这种工艺一般都是用尼龙或改性尼龙材料，这种材料本身比较硬，处理起来就会比较难，很难打磨，加上目前人工成本比较高，所以用粉末烧结的零件一般不处理表面，只用作结构件。直接接触零件的工装夹具一般也不用的SLS打印，因为这种材料比较硬，容易划伤零件表面。 对于汽车上使用的塑料件，目前尼龙所能提供的强度就足够了——汽车上对于3D打印零件的强度要求其实不是很高，笼统的说就是中等要求；提到耐温，一般140℃足够了，尼龙材料完全可以达到；但是表面质量，尼龙材料就稍微差一些。 对于高光的展示零件，表面看起来需要像镜面一样光滑，或者只要经过简单的处理就能达到镜面要求，我们就通常用SLA技术——它的表面质量很好，看起来很漂亮。但是SLA零件在空气中放置一段时间容易吸收空气中的水分容易发生变形，这种工艺我们现在用作翻模的原型件，或者只用于短期展示的展示零件。

SLA工艺打印的电动车控制器罩盖 其实对于应用企业来说，一汽-大众将紧跟3D发展趋势。我个人比较看好激光技术，这个技术对3D打印的影响会很大且很深远，而且目前发展势头最好的打印机很多都采用激光技术；其次是材料技术的发展，目前3D打印还是有很多不如意的地方，但很多可以通过材料技术的发展来解决！我们一汽-大众也在不停地进行设备的更新换代，以服务于研发发展，确保技术领先！ 3、如何了解3D打印在汽车技术的最新应用，TCT x AME 汽车与工业论坛

活动战略合作媒体 3D 科学谷 7月9日上午，TCT亚洲展期间，TCT将与行业知名媒体3D科学谷合作举办TCT x AME汽车与工业论坛，邀请了上汽大众、一汽大众、长城汽车三家整车OEM厂商共同探讨3D打印技术在汽车应用的经验和未来畅想。具体的演讲日程日下

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