Skoda 3D列印加速開發:小零件瞬間完成,幾天內完成保險桿

Skoda在其開發部門使用3D列印已近30年。然而,最近開設了一座配備16台列印機的新3D列印中心,其中許多幾乎持續運作,而每年約有15,000個零件在此生產,用於開發目的。現代製造方法不僅加速開發流程,也有助於降低未來車輛開發的成本。

如今,Skoda經營一個專屬中心,配備14台工業3D列印機及兩台類似業餘愛好者使用的小型機器。3D列印技術發展協調員Martin Sova解釋,「我們總共使用四種不同的列印技術。起初,我們只能列印尺寸最大30公分的零件;如今,我們能生產長達一公尺的零件,」

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更快、更保密

3D列印中心的目的是加速並簡化新車輛與零件的開發。Skoda自行生產原型零件,否則這些零件將需要更複雜或昂貴的流程,或必須外包給外部供應商。Sova強調此技術的優點,「使用3D列印為我們節省了大量時間。由於所有資料都留在公司內部,這種方式也提升了機密性。3D列印模型也能回收利用。」

小型且簡單的零件幾乎可以立即準備技術開發,而較複雜的零件,例如:大型保險桿則約需三到五天,視複雜度而定。即使如此,這個時間也遠比外包給供應商快得多。Sova再解釋,「彈性也是優勢。如果在準備階段引入變更,我們可以輕鬆且快速地實施。」

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使用FDM法可以製造長達一公尺的零件,而列印時也會連同支撐件一起列印,然後再由建模師拆除。

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中心設備幾乎全天候運作,最大型的列印機採用FDM熔融沉積建模(Fused Deposition Modeling)技術,每年運作約7,500小時,相當於312.5天,僅在維修、保養或公司休假期間才會有停機。

每年,3D列印中心生產約15,000個零件。有些非常小,有些則可達一公尺大小。例如,會印製多個區塊的保險桿,然後組裝起來。部分零件仍以原始未完成狀態使用,但許多會經過後製處理,包括由模型工坊或原型工作坊等其他部門進行上色與後製處理。

不是一般的3D列印機

3D列印能力中心使用的列印機是專業工業機器,遠超過家庭愛好者熟悉的設備。不過,中心也有一些小型列印機,用於臨時工作,當開發員工需要列印較小零件進行測試時使用。Florian Weymar博士表示,「16台工業列印機的印刷工作由能力中心團隊分配。開發人員提供3D資料,然後為特定列印機與技術準備。該中心同時也擔任技術顧問服務。只要可能,會同時列印多個零件以提升效率。」

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中心所使用的四項技術各自有不同的用途。最常用的是熔融沉積建模(FDM)——這種經典的耗材列印方法,也在家庭使用中廣為人知,但規模大得多。這些列印機可處理尺寸達一公尺的零件,這些零件通常會經過進一步加工或合併成較大的組件。此方法用於製作空氣動力測試、設計驗證,以及安裝試驗的模型與原型零件。

當零件需要滿足更嚴格的功能需求時,例如:零件必須像最終量產模型一樣完全契合,就會採用MJF多噴射融合(Multi Jet Fusion)技術。它提供更高的解析度,意味著幾乎看不見的分層,並具備優越的機械性能。

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使用PolyJet技術列印時,則是透過紫外光固化液態光聚合物來加以製成,並且與許一次列印使用多種材料。

中心同時使用PolyJet技術,用於製作設計評估所需的展示模型,以及利用光線固化樹脂層的SLA立體光刻技術(Stereolithography)。SLA與PolyJet方法皆允許使用不同材料,這對於製造雙組分零件非常有利。

3D列印部門的典型產出包括外部零件的原型,例如:保險桿、擾流板及空氣動力學輪圈蓋。團隊也生產內裝零件,包括儀錶板、車門板板,以及隱藏元件如通風管道。

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在使用多融和法列印時,零件是利用紅外線加熱燒結塑膠粉末層與結合劑共同製成。

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SLA列印裝置能使多組分零件能夠個別列印。

3D列印的未來

目前,Skoda主要依賴3D列印進行設計與測試的各個階段。Sova說,「話雖如此,我們已經開發出在車輛試驗中能完美運行數萬公里的零件。這證明了利用3D列印技術也能製造出耐用的零件。」

這顯示3D列印在量產中扮演角色的潛力。然而,這尚未成為現實,因為大量使用注塑成型的生產對於大規模製造來說更具成本效益。

一個有前景的應用是利用3D列印進行客製化製造,例如:打造客製化車輛功能或配件,這是一個較能實現的選擇。其他潛在進展包括使用更廣泛的材料種類,以及能夠列印比目前更大的元件。有關技術的界限不斷被突破,Skoda正密切關注其發展。

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Bear

曾於2002~2004任職於Option改裝車訊編輯,之後轉戰汽車銷售十餘年,擔任總代理新車及超級跑車的銷售業務及公關企劃,藉由過去的工作經驗作貼切的報導,以協助讀者們購車前的參考,是在下的職責以及撰稿方向。