總部位于法蘭克福的 Continental Engineering Services GmbH(CES)成立于 2006 年，致力于為汽車(chē)行業(yè)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)解決方案。CES 在擁有約 1800 名員工，致力于開(kāi)發(fā)和制造電子元件、制動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)解決方案以及輔助駕駛系統(tǒng)。CES 客戶(hù)以豪華車(chē)和跑車(chē)制造商為主，它們都具有苛刻的標(biāo)準(zhǔn)要求。這類(lèi)汽車(chē)制造商需要視覺(jué)上驚艷且又非常耐用的組件。增材制造(AM)——即 3D 打印，是應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的理想選擇。AM 可以讓復(fù)雜形狀的制造變得輕而易舉，它僅在實(shí)際需要的地方使用材料，可顯著減輕組件重量。不僅如此，3D 打印還免去了制造商創(chuàng)建工具或設(shè)置銑床的煩惱，是一種經(jīng)濟(jì)高效的小批量生產(chǎn)方式。
 

　　CES ADaM(增材設(shè)計(jì)和制造)中心主管 Stefan Kammann，他和他的團(tuán)隊(duì)利用 3D 打印技術(shù)制造制動(dòng)鉗。
 

　　01、目前只有為數(shù)不多的汽車(chē)廠(chǎng)商采用增材制造
 

　　盡管增材制造具有諸多優(yōu)勢(shì)，但汽車(chē)行業(yè)并未廣泛采用這一技術(shù)。雖然有部分廠(chǎng)商已將 3D 打印用于原型、替換零件或單個(gè)組件的制造，但 AM 仍鮮少出現(xiàn)在生產(chǎn)線(xiàn)上。正因如此，CES 才要贏(yíng)得先機(jī)。2017 年，CES 成為業(yè)內(nèi)為數(shù)不多的建立自身增材制造部門(mén)的制造商之一，其設(shè)立了增材設(shè)計(jì)與制造(ADaM)中心。該中心目前擁有 20 名員工，均由 Stefan Kammann 管理。
 

　　ADaM 的大多數(shù) 3D 打印機(jī)通常用來(lái)打印原型或測(cè)試用塑料零件。“對(duì)于小批量生產(chǎn)，3D 打印的速度明顯比銑床或壓鑄更快，這顯著縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，”Kammann 表示。該團(tuán)隊(duì)還使用增材制造來(lái)配置其自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。例如，如果他們想讓機(jī)器人抓住金屬刀坯，其必須首先對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教。借助增材制造，他們可以制造簡(jiǎn)單的刀坯，省去了機(jī)器人無(wú)法觸及的連接或支架。這和使用原始金屬刀坯相比，具有更高的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)樗鼰o(wú)需丟棄這些金屬刀坯。
 

　　02、通快激光器是設(shè)備的關(guān)鍵組成部分
 

　　自 2018 年 1 月以來(lái)，CES 一直使用通快 TruPrint 3000 系列的兩款打印機(jī)型號(hào)來(lái)制造金屬零件。長(zhǎng)期以來(lái)，CES 始終將這家位于迪琴根的高科技企業(yè)視為值得信賴(lài)的合作伙伴。通快目前擁有十個(gè) TRUMPF 系統(tǒng)，設(shè)計(jì)用于切割、焊接和折彎金屬板。CES 基于與通快合作的良好體驗(yàn)，他們選擇了通快的金屬 3D 打印設(shè)備。
 

　　2018 年 1 月，CES 開(kāi)始使用通快 TruPrint 3000 系列的兩臺(tái)機(jī)器制造汽車(chē)零件。
 

　　03、3D 打印顯著改善了汽車(chē)零件的表面質(zhì)量
 

　　Kammann 利用兩臺(tái) TruPrint 機(jī)器來(lái)打印需要優(yōu)質(zhì)表面的零件。“只有 3D 打印才能產(chǎn)生如此光滑的表面，”Kammann 表示，并用手撫摸閃閃發(fā)光的油門(mén)踏板。“這種制造品質(zhì)會(huì)給豪華車(chē)廠(chǎng)商留下深刻的印象。”他補(bǔ)充道。他還使用 TruPrint 3000 打印鏡殼、顯示器和控制單元。CES 甚至使用 TRUMPF 機(jī)器打印內(nèi)部生產(chǎn)所需的零件。Kammann 回憶道，團(tuán)隊(duì)對(duì)機(jī)器人焊接單元的保護(hù)氣體噴嘴很不滿(mǎn)意。冷卻通道、鉆孔和流體流動(dòng)也無(wú)法滿(mǎn)足他們的要求，于是工程師決定設(shè)計(jì)和打印新零件，但這是傳統(tǒng)方法所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。而 3D 打印制造的新零件可以將保護(hù)氣體更均勻地分布在整個(gè)焊接單元中。
 

　　04、打印的制動(dòng)鉗具有更好的制動(dòng)效果
 

　　Kammann 利用 TruPrint 3000 為眾多汽車(chē)廠(chǎng)商制造了制動(dòng)鉗，他為此感到十分自豪。盡管如此，這類(lèi)生產(chǎn)規(guī)模的 3D 打印組件仍十分罕見(jiàn)，因?yàn)楣?yīng)商需要獲得道路通行許可，而這是一項(xiàng)復(fù)雜且昂貴的任務(wù)。他們必須進(jìn)行大量測(cè)試，以證明打印的零件與常規(guī)方法制造的零件在道路效果上完全相同。“很少有公司能做到這一點(diǎn)，因?yàn)樗枰獙?duì)工藝和質(zhì)量要求有著深入的了解。”Kammann 表示。對(duì)于制動(dòng)鉗，ADaM 團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)斷層掃描、拉伸試驗(yàn)以及動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)，其中需要對(duì)制動(dòng)器施加約 30,000 次的高壓。試驗(yàn)結(jié)果表明，打印的制動(dòng)鉗比常規(guī)方法制造的制動(dòng)鉗具有更高的彈性。“這足以說(shuō)服我們的客戶(hù)使用 AM 方法生產(chǎn)制動(dòng)鉗。”Kammann 表示。不過(guò)令人驚喜的是，3D 打印技術(shù)能帶來(lái)更快的制動(dòng)鉗生產(chǎn)。傳統(tǒng)砂型鑄造方法的交貨時(shí)間約為 12 到 14 周，但 3D 打印的交貨時(shí)間僅為 1 周。對(duì)于大批量訂單，傳統(tǒng)的制造方法可能會(huì)節(jié)省成本，但 3D 打印堪稱(chēng)制動(dòng)鉗小批量生產(chǎn)的*。
 

　　ADaM 團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在將 TRUMPF 3D 打印機(jī)用于整個(gè)零件制造，包括后視鏡單元、制動(dòng)鉗、控制單元以及顯示器外殼。
 

　　05、汽車(chē)行業(yè)亟需以開(kāi)放的心態(tài)接納增材制造
 

　　Kammann 希望，汽車(chē)行業(yè)未來(lái)能以開(kāi)放的心態(tài)接納 3D 打印技術(shù)，但終歸需要 OEM 決定制造方法。Kammann 認(rèn)為，OEM 廠(chǎng)商普遍擔(dān)心這一技術(shù)是否足夠成熟，他們對(duì)這一技術(shù)的復(fù)雜驗(yàn)證也十分擔(dān)憂(yōu)；但 CES 完全不用為這些而憂(yōu)慮。“我們內(nèi)部擁有所有的標(biāo)準(zhǔn)制造方法，我們會(huì)適時(shí)利用增材制造增加價(jià)值。AM 可以帶來(lái)巨大的商機(jī)，尤其對(duì)于復(fù)雜的小批量生產(chǎn)。我們希望豪華和跑車(chē)制造商能夠清除認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。”Kammann 表示。
 

　　(原標(biāo)題：用于豪車(chē)和跑車(chē)的通快3D打印技術(shù))