蓋世汽車訊 人們普遍認為，利用3D打印方法生產較大系列汽車部件是不經濟的。據外媒報道，德國研究機構Fraunhofer IAPT的研究人員成功打印出一種車門鉸鏈，比同類銑削產品要輕35%，同時成本降低50%，從根本上改變了這種看法。

（圖片來源：Fraunhofer IAPT）

弗勞恩霍夫增材制造技術研究所（Fraunhofer IAPT）開展了一個重新設計項目，以跑車車門鉸鏈為例，逐步確定影響部件成本的因素。

為了實現這些驚人的優勢，首先，弗勞恩霍夫的研究人員利用其3D Spark軟件（一種由人工智能驅動的部件數據庫分析工具）來確定最適合增材制造的部件。然后，嘗試優化每個步驟的成本結構，例如通過優化方向，充分減少所需的支撐結構數量，同時最大限度增加可安裝在構建平臺上的部件數量。與未優化增材制造工藝相比，由此確定的部件方向可節省15%的成本。

在下一步中，對鉸鏈臂結構進行有針對性優化。利用增材制造的優勢之一，可以實現全新的部件幾何形狀。這為部件提供了基本形狀，其中只包含模擬力流所需的材料?？偟膩碚f，這將門鉸鏈臂的重量減少了35%。由于減少了材料需求和縮短打印時間，與未實現結構優化的3D打印方式相比，成本又降低了20%。

然后，該團隊通過減少支撐，進一步減少質量、加工時間和后處理，從而將成本又降低了10%。由于使用了一種新粉末，將成本再降低10%。

調整AM工藝參數，可提供降低成本的其他方法。例如，在打印過程中增加層厚度、優化工藝參數以及改變激光束輪廓，可明顯減少構建時間。該團隊指出，“盡管這會導致部件質量略有下降（但仍優于鑄造部件），但可使打印成本進一步降低15%。通過嵌套優化機器利用率，如有必要，在構建區域進行堆疊，可進一步節省10%的成本?！?/p>

總體而言，新部件的成本比未經優化的直接3D打印部件要低80%。其中45%來自支撐和定向，其余則來自材料和工藝優化。

Fraunhofer IAPT證明了將增材制造成本降至目前的1/5是可行的。同時，通過減輕重量和改進光學系統，提高了車輛的技術性能。最重要的是，與傳統銑削工藝相比，這使制造用于跑車門的小系列鉸鏈臂的成本降低了50%。因此，增材制造不僅在技術性能方面優于銑削工藝，而且可明顯提高成本效益。

據稱這項關于系統性降低AM部件成本的研究結果，可廣泛應用于汽車部件。IAPT提到，該增材制造技術可應用于多達5000個單元部件的更大系列。

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