通用汽车在增材制造方面的应用

Scott Crump 的职业生涯于去年结束,熔融沉积建模的发明者开始反思他在增材制造领域 31 年的工作为他带来的许多亮点。有 80 年代艰苦的夜班,90 年代追求投资,00 年代与一些最大的制造商合作,当然还有 2010 年代的主流媒体关注。

然而,在他退休的前一年,有一次制造现场访问非常引人注目,这代表了 3D 打印技术取得的进步,并且向 Crump 证实了他在过去三十年中的努力是值得的。

在通用汽车(GM) 的一家工厂,他与 25 名工程师一起在生产线的各个部分走来走去,并在找到合适的 3D 打印应用程序时放置便利贴。克鲁普预计他们会在他们之间找到大约 20 个。他们确定了 200 个。

通用汽车对 3D 打印的使用可以追溯到早期。该公司长期以来一直使用 FDM 等工艺进行原型设计,但与许多其他汽车制造商一样,近年来该技术的应用也在不断增长。

该公司的重大胜利主要来自于工具应用,通用汽车增材制造高级工程师 Malini Dusey 表示,通用汽车已经确立了自己在 3D 打印汽车工具方面的领先地位。沃伦技术中心的 Dusey 和她的同事负责此类组件的增材制造,然后在短短 24 小时内将其分发到通用汽车装配厂。

通用汽车在增材制造方面的应用
通用汽车增材制造高级工程师 Malini Dusey 拿着在密歇根州沃伦通用汽车技术中心使用 3D 打印机在通用汽车增材工业化中心制造的工具。(Steve Fecht 为通用汽车拍摄)
Malini Dusey 持有一种增材制造的工具。

“当通用汽车准备将新车上路时,”杜西说,“我们正在考虑非常有效和非常快速地部署工具,看看有什么需求,我们如何改进流程,最大的挑战在哪里,在哪里?哪些领域是我们可以真正发挥作用的?缩短交货时间至关重要,我们看到,通过使用增材制造,我们能够非常快速地构建这些工具,适应流程,它们完全符合手头工作的形状,并且还减轻了它们的重量。”

通常情况下,通用汽车利用其健康的 FDM 系统库,该系统在 2019 年底得到了 17 个额外的 Stratasys 系统的支持,包括几个 F900 平台。该设备用于增材制造手持工具,以及打印后可能需要组装的较大部件,还可以使用粉末床融合技术。FDM 因其使用碳纤维增强尼龙和其他“高度工程塑料”生产承重应用的能力而获得投资,而其 SLS 系统更有可能用于薄壁零件。

通用汽车去年在沃伦技术中心开设了增材工业化中心,该公司概述了其对“生产化 3D 打印”的承诺,并透露凯迪拉克 CT4-V 和 CT5-V Blackwing 车型是第一款配备 3D 的通用汽车生产车辆印刷零件。

对于这些生产零件,通用汽车将采用与其工具组件相同的方法。这是一种迄今为止行之有效的方法——去年在德克萨斯州阿灵顿装配厂推出全尺寸 SUV 时,通用汽车提供了大约 100 种手动工具,这些工具是用尼龙碳纤维复合材料而非铝材增材制造的,带来了某些部分的重量从 10-40 磅减少到 3 磅。

“仅仅因为您可以为某事使用添加剂,并不意味着您应该这样做,”杜西说。“当我们再次环顾四周时,我们的制造工厂、我们的员工以及我们的供应基地的需求和挑战加剧了这种情况,因为就一切事物发展如此之快而言,供应情况同样捉襟见肘。看看他们的挑战,看看我们可以做些什么来帮助构建工具来支持他们的需求,这就是他们所关注的。这使我们能够确定添加剂将是一个很好的解决方案的关键需求。”

通用汽车依靠一系列人员的见解来确定添加剂的内部应用。车间员工、工程师、管理人员和供应商都参与其中,通用汽车希望充分利用这项技术。正如 Crump 深情地记得的那样,该公司还利用 3D 打印技术供应商的设计专业知识来寻找解决方案的情况并不少见。

“它是全公司范围的,”Dusey 说完。“它一直来自实际使用它的车间的人们——他们有最直接的需求——但是,只有当他们意识到添加剂的能力时,他们才会知道什么是可能的,如果他们有取得了一些快速的成功。快速的成功是一个伟大的倡导者,并允许他们在未来提出新的想法。这从制造车间一直到管理都是相关的。每个团队都有不同的需求,由不同的人组成,他们希望以不同的方式加快工作速度。需求是多种多样的。但是,一旦他们了解了这些功能是什么,就会很快将其转化为应用程序。”

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