論3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用

周丹

[摘 要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國汽車保有量急劇增長，為汽車維修行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利時(shí)機(jī)。市場經(jīng)濟(jì)條件下，汽車維修企業(yè)間的競爭不斷加劇，其發(fā)展必須要依賴服務(wù)實(shí)效提升、生產(chǎn)成本降低以及科學(xué)技術(shù)革新等，如此才能在市場競爭中立于不敗之地。在這樣的環(huán)境背景下，3D打印技術(shù)日趨成熟，并被廣泛應(yīng)用于汽車維修領(lǐng)域，引發(fā)了一場新的科技變革潮流。有關(guān)3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用研究備受關(guān)注。文章在對(duì)3D打印技術(shù)作出簡要分析和論述的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)就3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

[關(guān)鍵詞]汽車維修；3D打印技術(shù)；汽車行業(yè)

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.36.061

1 引 言

雖然我國汽車行業(yè)市場非常廣闊，但是競爭也相當(dāng)激烈。新時(shí)期，汽車維修企業(yè)生存的根本是提供快速、高效的服務(wù)，這是其增加市場競爭資本的主要途徑。此外，我國很多消費(fèi)者出于對(duì)汽車安全性、舒適性等因素的考慮，選擇了高端、進(jìn)口車型，但是同時(shí)也面臨著配件供應(yīng)短缺的困擾。一般前述車輛不僅維修時(shí)間長，而且價(jià)格相當(dāng)昂貴。從另一個(gè)角度上講，這也給汽車維修造成了很大的挑戰(zhàn)。而3D打印技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢，博得了人們的認(rèn)可和關(guān)注，其在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用使得上述問題迎刃而解。

2 3D打印技術(shù)概述

區(qū)別于傳統(tǒng)模具加工技術(shù)，3D打印技術(shù)以3D數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，是一種運(yùn)用可黏合材料，通過逐層打印的方式快速形成物體的技術(shù)。目前，3D打印技術(shù)主要包括DP、FDM、SLA以及SLS等主流技術(shù)，可按照原材料與固態(tài)成型方法的差異進(jìn)行區(qū)分。在使用的過程中，首先要建立數(shù)學(xué)模型，再通過相應(yīng)軟件將模型進(jìn)行離散，進(jìn)而得到每個(gè)截面的輪廓線形狀，最后利用3D分層打印完成堆積操作。在汽車維修領(lǐng)域中，要根據(jù)材料及生產(chǎn)要求不同來擇定3D成型原理。相比于傳統(tǒng)加工線，3D打印技術(shù)對(duì)操作環(huán)境沒有特殊要求，而且它在降低成本、減少消耗方面也具有顯著優(yōu)勢。此外，3D打印技術(shù)的應(yīng)用，還在一定程度上簡化了生產(chǎn)制造煩瑣度。尤其是在創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人們對(duì)個(gè)性化的追求越來越高。從這個(gè)層次而言，3D打印技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，滿足了人們追求個(gè)性化的心理。未來，3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用，將引領(lǐng)新的潮流。

3 3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用

目前，3D打印技術(shù)已廣為人知，其獨(dú)特的優(yōu)勢使之被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。筆者基于對(duì)3D打印技術(shù)的認(rèn)識(shí)，有針對(duì)性地對(duì)3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究，并提出了一些建議，以供參考和借鑒。

3.1 應(yīng)用前景

在日常生活中，為了滿足不同消費(fèi)者的需求，高端或新款車型頻出。然而，受制于資金、市場等諸多因素，很多4S店很難保證配件齊全。而且，少量復(fù)雜先進(jìn)車型由于保有量少，開發(fā)相關(guān)模具會(huì)造成極大的浪費(fèi)，還會(huì)增加零部件成本，所以難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。零部件稀缺給汽車維修造成了很大難度，還可能導(dǎo)致企業(yè)失去客戶。現(xiàn)階段，我國尚未規(guī)定私人機(jī)動(dòng)車報(bào)廢年限，只要年檢合格，使用幾十年都完全可能。但是，相比之下，汽車更新?lián)Q代速度加快，廠家也不再生產(chǎn)下線車的零配件，老車難修成為了普遍現(xiàn)象。而3D技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用則很輕松地解決了這一系列難題。汽車維修廠只要在零部件生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)和三維數(shù)字模型文件保存完整的條件下，就可以利用3D打印技術(shù)直接調(diào)取使用。如此，不僅降低了汽車維修廠的投入成本，還有效解決了老車難修的問題，對(duì)提高服務(wù)速率和質(zhì)量意義重大，能夠最大限度地滿足不同客戶的需求。除此之外，汽車維修過程中常常還會(huì)用到特殊工具。由于工具量少、購買困難，很多從業(yè)人員不得已要自己制造，精度難以得到有效保障，給作業(yè)造成了諸多不便。假如應(yīng)用3D打印技術(shù)，則可以按照相應(yīng)零部件的數(shù)據(jù)參數(shù)，精準(zhǔn)地打印特殊工具。如此，既有利于汽車維修服務(wù)實(shí)效提升，還有利于新維修方法及工具的推廣。

3.2 零件打印

據(jù)汽車維修實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，更換零部件是最常見的維修方式。在特殊時(shí)期，汽車維修中一旦出現(xiàn)零部件短缺的問題，就可以利用3D打印技術(shù)進(jìn)行解決。尤其對(duì)高分子材料的零件加工而言，3D打印技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢無可比擬。出于對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面因素的考慮，汽車維修企業(yè)很難從廠商處獲得原始、現(xiàn)成的數(shù)字模型。因此，很多汽車維修企業(yè)更樂于采用實(shí)物掃描的方式進(jìn)行建模。所謂的事物掃描是指通過數(shù)字化掃描設(shè)備對(duì)實(shí)物進(jìn)行紅外線掃描，并以此獲得三維數(shù)字模型的技術(shù)。為保證零件打印精讀，需要對(duì)實(shí)物掃描過程中出現(xiàn)的細(xì)小缺失進(jìn)行修復(fù)，進(jìn)而進(jìn)行切片。一般情況下，實(shí)物數(shù)字化掃描設(shè)備可分為接觸式和非接觸式兩類。其中，非接觸式實(shí)物數(shù)字化掃描設(shè)備又可分為激光三維掃描儀和拍照式三維掃描儀。拍照式三維掃描儀最常見于汽車維修領(lǐng)域，表現(xiàn)出了高壽命、高精度、高效率等優(yōu)勢。以汽車后視鏡的打印為例，它的主要構(gòu)成材料為高分子ABS，對(duì)表面粗糙度要求不高，卻要求降低成本。值得注意的是，應(yīng)用DMLS打印技術(shù)制造的零配件無法直接裝配到汽車上，需要進(jìn)行一定的處理后，進(jìn)而獲取與傳統(tǒng)生產(chǎn)相同的零件。3D打印技術(shù)在汽車配件制造中的應(yīng)用，對(duì)企業(yè)及個(gè)人都大有裨益，因此應(yīng)該得到推廣。

3.3 工具打印

考慮到汽車維修工具特殊的尺寸或形狀要求，其3D打印主要采用三維數(shù)字掃描等逆向技術(shù)。以扳手的3D打印為例，汽車維修企業(yè)需要通過三維掃描設(shè)備創(chuàng)建數(shù)字模型，并利用RroE進(jìn)行切片處理。在此過程中，要注意保證切片與輪轂相同。具體而言，可選用3DP打印技術(shù)，在確定作業(yè)尺寸之后，由高性能復(fù)合材料堆積成型。在扳手打印成型時(shí)，工作人員可以按照實(shí)際使用需求設(shè)定厚度，確保誤差控制在0.089～0.102毫米范圍內(nèi)。而打印設(shè)備的攝像頭應(yīng)該分別選擇彩色和單色兩個(gè)。如此在確保各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的情況下，進(jìn)行汽車維修工具打印。對(duì)于某些汽車維修工具打印而言，其要求精度非常高，對(duì)制造的精細(xì)程度也有不同要求。對(duì)此，汽車維修企業(yè)應(yīng)該有選擇性地應(yīng)用3D打印技術(shù)，以保證此項(xiàng)工作實(shí)效。3D打印技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)，雖然操作簡便、快捷，但是依然對(duì)工作人員的專業(yè)素質(zhì)提出了較高要求。因此，汽車維修企業(yè)應(yīng)該積極引進(jìn)3D打印技術(shù)及相關(guān)設(shè)備，通過培訓(xùn)等方式，豐富工作人員的操作知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，樹立他們良好的責(zé)任意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，并督促其應(yīng)用于工作實(shí)踐。在專業(yè)人才的支持下，3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用將更加順暢，尤其創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值更加顯著。

4 結(jié) 論

3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用十分重要。未來，隨著3D打印技術(shù)的優(yōu)化和成熟，其在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用將日趨廣泛。因此，筆者希望學(xué)術(shù)界其他專家持續(xù)關(guān)注3D打印技術(shù)發(fā)展，深入剖析其特色及優(yōu)勢，并結(jié)合汽車維修現(xiàn)狀，有針對(duì)性地提出更多3D打印技術(shù)應(yīng)用建議，借此改善汽車維修環(huán)境，從而促進(jìn)汽車維修行業(yè)整體可持續(xù)發(fā)展，使之為大眾提供更加優(yōu)質(zhì)、高效的服務(wù)。而汽車維修企業(yè)則需要注重3D打印技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐，有效解決工作中的難題。

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