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利用3D打印机技术实现超轻型汽车座椅研发制造

利用3D打印机技术实现超轻型汽车座椅研发制造

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【摘要】:
减轻重量是推动3D打印机技术在汽车制造业中广泛采用的众多驱动因素之一。对于“超轻型座椅可行性研究”(ULBS)原型,减轻重量是首要目标,因此众多汽车制造厂商都将目光着重于弘瑞3D打印机的使用。目前德国几家3D打印厂家相互合作,并采用了几种不同的3D打印技术,来为汽车制造业研发新型座椅。

减轻重量是推动3D打印机技术在汽车制造业中广泛采用的众多驱动因素之一。对于“超轻型座椅可行性研究”(ULBS)原型,减轻重量是首要目标,因此众多汽车制造厂商都将目光着重于弘瑞3D打印机的使用。目前德国几家3D打印厂家相互合作,并采用了几种不同的3D打印技术,来为汽车制造业研发新型座椅。

减轻重量和生产速度

ULBS项目将面向减轻重量至关重要的超级跑车和空中出租车的汽车制造领域。该研究的第二个目标是证明使用3D打印技术可以快速制造座椅,因此考虑到多家公司在研发座椅上的合作,通过7个月的研发时间成功研制出概念型轻型汽车座椅。该原型重量仅超过10公斤,比同类轻巧座椅轻20%。ULBS项目负责人Stefan Herrmann表示,市场上没有12公斤以下的座椅,并补充说:

“但是,通常情况下并不是点对点的解决方案,因为售后市场的座位通常在重量定义中不包括座椅控制台。而且,与重量相似的座椅相比,ULBS的座椅舒适度要高得多。现有的座椅通常是重量更轻但不那么舒适的斗式座椅,或重量更大的传统超级运动座椅。”

树脂浸渍连续纤维

重量的减轻大部分归功于基于粗纱缠绕工艺的纤维粗纱骨架结构,该结构基于称为“3D xFK”的工艺技术。该过程涉及将树脂浸渍的连续纤维以通过生成模拟确定的计算路径绕钉子缠绕。金属3D打印用于生产绕组的挂钉结构。结果是在正确的位置实现了难以置信的轻便和坚固。

制作ULBS原型3D打印过程

铝制定位夹具3D打印

使用xFK技术在3D打印材料纤维缠绕中生产的座椅框架

下座垫上铺有3D打印的PUR泡沫罩

靠背3D打印的TPU靠垫

3D打印修剪部件在塑料中的应用

3D打印靠背配件使用不锈钢材料

一个座位可以进行很多3D打印优化,这一回报是非常巨大的。如果将UAM(城市空中交通)吊舱的所有座位全部换成ULBS,则其重量可以减轻得足以轻松地包括更多的安全功能(例如降落伞)。我们已经看到了包含使用不同3D打印机技术生产的零件的装配体,但这将它带入了另一个层次。这是一种非常有效的制造方法,因此我们可能会在3D打印项目和工作流程中看到更多的混合物3D打印应用。