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隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)正引領(lǐng)著許多產(chǎn)業(yè)的輕量化進(jìn)程，這有賴于3D打印相對(duì)于傳統(tǒng)制造工藝具有更高的制造自由度，可以生產(chǎn)更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。汽車、飛機(jī)、航天器等幾乎任何東西都可以變得質(zhì)量更輕。那么什么是輕量化，輕量化有哪些好處？

隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，增材制造已成為現(xiàn)代制造業(yè)中最具前景和潛力的領(lǐng)域之一。然而，由于其特殊的制造方式和材料選擇，增材制造的設(shè)計(jì)過程相對(duì)于傳統(tǒng)制造更加復(fù)雜，需要考慮更多的因素。為了解決這個(gè)問題，Altair公司推出了一款專門針對(duì)增材制造的設(shè)計(jì)軟件——Altair Inspire。 Altair Inspire是一款基于拓?fù)鋬?yōu)化和仿真分析的輕量化設(shè)計(jì)軟件。

通過對(duì)工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)，可以調(diào)控合金微觀結(jié)構(gòu)和性能，最大化實(shí)現(xiàn)合金材料的形性協(xié)同設(shè)計(jì)能力，凈成形制備出傳統(tǒng)制造無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，擴(kuò)大鎂合金在生物醫(yī)用、汽車、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的應(yīng)用。 △激光粉末床熔融技術(shù)制備的“Mg”形狀的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)(由鎂合金WE43制成)3D打印技術(shù)已廣泛用于制造不銹鋼、鈦合金、鋁合金等復(fù)雜樣件，并成功用于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，散熱管道，減重結(jié)構(gòu)件等。

公司計(jì)劃于2024年將該項(xiàng)新制造技術(shù)投入應(yīng)用，量產(chǎn)CNF復(fù)合材料產(chǎn)品并推銷給各大車企，旨在推動(dòng)該材料在汽車內(nèi)飾、電子元器件及汽車外板上的應(yīng)用。若能成功取代玻璃纖維復(fù)合材料，該產(chǎn)品的市值將達(dá)到4000億日元(約合35億美元)。未來，古河電工可能會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)該材料的應(yīng)用，用來替代鐵、鋁，涉足車身零部件領(lǐng)域。在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的同時(shí)，提升其經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保性。

輕量化技術(shù)涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算仿真、材料技術(shù)、制造工藝、連接技術(shù)及試驗(yàn)評(píng)價(jià)等多方面內(nèi)容，結(jié)構(gòu)質(zhì)量的降低是多因素協(xié)同作用的結(jié)果，超高強(qiáng)鋼、鋁合金、鎂合金和碳纖維復(fù)合材料等輕量化材料的使用是關(guān)鍵因素。本文從設(shè)計(jì)、材料、工藝3個(gè)角度對(duì)輕量化技術(shù)進(jìn)行介紹，并著重對(duì)主要輕量化材料的性能特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)。

◇ 車用材料輕量化技術(shù)革新：薄壁化及發(fā)泡技術(shù)應(yīng)用 ◇ 整車非金屬材料管理和推廣應(yīng)用 ◇ 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)材料在汽車量化中應(yīng)用 ◇ 汽車非金屬材料的檢測(cè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和方法 ◇ 新能源汽車車身輕質(zhì)材料應(yīng)用 ◇ 汽車輕量化與成本的矛盾 ◇ 輕量化先進(jìn)的加工工藝 ◇ 輕量化材料的連接工藝 ◇ 汽車元件和模塊的輕量化 ◇ 復(fù)合材料汽車上的應(yīng)用與發(fā)展

鋁合金材料在汽車輕量化中的典型應(yīng)用 車身輕量化材料 轎車車身輕量化技術(shù)主要包括輕量化材料的使用、結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)以及先進(jìn)的成形工藝應(yīng)用。

結(jié)果這項(xiàng)融合先進(jìn)仿真與增材制造技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)工藝無(wú)法企及的突破： 減重64%：拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)大幅降低質(zhì)量 動(dòng)態(tài)性能提升：輕量化設(shè)計(jì)加速銑削進(jìn)程 冷卻效率優(yōu)化：晶格結(jié)構(gòu)與流道設(shè)計(jì)延長(zhǎng)刀具壽命200% 節(jié)能可修復(fù)：降低15%能耗并支持碰撞后修復(fù)該設(shè)計(jì)已獲得專利，其應(yīng)用將推動(dòng)全球銑削工藝向更高效、可持續(xù)的方向發(fā)展。

本次線上分享的技術(shù)大咖都參與了2021 Altair Enlighten Award 獎(jiǎng)項(xiàng)申報(bào)，成績(jī)斐然：江淮汽車榮獲輕量化使能技術(shù)類別亞軍，上汽通用五菱榮獲可持續(xù)產(chǎn)品模塊類亞軍，泛亞榮獲輕量化使能技術(shù)類別入圍獎(jiǎng)。

2.1高強(qiáng)鋼 高強(qiáng)鋼在汽車制造中應(yīng)用非常廣泛，主要用于防撞桿、骨架、立柱等汽車零部件，是汽車應(yīng)用最多的材料之一，強(qiáng)度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)鋼制材料，是汽車輕量化常用材料。高強(qiáng)鋼輕量化手段是提高強(qiáng)度、減薄厚度，以實(shí)現(xiàn)輕量化。但在實(shí)際使用過程中會(huì)面臨諸多難題，例如：隨著鋼板強(qiáng)度的提高，高強(qiáng)度鋼韌性、成形性、焊接性會(huì)隨之下降。

2022年11月15日，2022德國(guó)Formnext 3D打印展會(huì)于在德國(guó)法蘭克福展覽中心開幕，共有730逾家企業(yè)確認(rèn)參與本屆展會(huì)，在展會(huì)同期主題活動(dòng)，將圍繞增材制造在建筑、航空航天、陶瓷應(yīng)用和投資界等多樣化領(lǐng)域中的新理念與新趨勢(shì)展開討論，南極熊作為3D打印行業(yè)專業(yè)媒體，將對(duì)本次展會(huì)做詳細(xì)的報(bào)道，可以關(guān)注（Formnext 2022專欄：https://www.nanjixiong.com/forum

，開展了一項(xiàng)突破性研究項(xiàng)目——通過金屬加工與金屬增材制造技術(shù)，設(shè)計(jì)更輕量化、動(dòng)態(tài)性能更優(yōu)、效率更高的銑削頭。</p><p>“——</p><p>通過拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)現(xiàn)銑削頭輕量化，顯著提升了其動(dòng)態(tài)性能，既加快了銑削速度，又降低了能耗。

同期活動(dòng)：華南汽車用鋼對(duì)接會(huì)汽車輕量化技術(shù)暨創(chuàng)新型車用材料研討會(huì)同期汽車輕量化技術(shù)論壇議題包括但不限于：1、汽車輕量化的設(shè)計(jì)研究與車輛安全2、國(guó)內(nèi)外高強(qiáng)鋼及熱成形技術(shù)的最新進(jìn)展3、工程塑料的輕量化創(chuàng)新應(yīng)用與開發(fā)4、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料零部件的開發(fā)與前景探討5、鋁合金在新能源汽車中的開發(fā)與應(yīng)用

精彩直播預(yù)告車用增強(qiáng)塑料的力學(xué)性能高度倚賴工藝，相關(guān)結(jié)構(gòu)的輕量化與優(yōu)化依賴于分析精度。目前，汽車EV化的高速推進(jìn)導(dǎo)致輕量化需求日益提高，基于材料各向同性、部件均勻化、準(zhǔn)靜態(tài)假設(shè)的分析方法已無(wú)法有效挖掘相關(guān)部件的減重潛力。

而為了分析不同澆口設(shè)計(jì)和產(chǎn)品厚度不均勻?qū)α鲃?dòng)行為和發(fā)泡特性影響，因此采用Moldex3D進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和模擬。效益 模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度吻合，達(dá)成虛實(shí)整合 產(chǎn)品重量減輕10%以達(dá)到產(chǎn)品輕量化 實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)品輕量化和了解FIM制程案例研究在傳統(tǒng)制鞋產(chǎn)業(yè)中，鞋墊通常由塑膠和化學(xué)發(fā)泡劑倒入模具中制成，制造與材料成本較高。

南極熊導(dǎo)讀：很多時(shí)候，輕量化是3D打印零件的重要目標(biāo)。那么是否可以直接3D打印泡沫材料來實(shí)現(xiàn)呢？ 有這樣一位科學(xué)家父親曾經(jīng)這樣教育他的孩子們，“雖然我不能改變能源，但是通過3D打印技術(shù)，我可以創(chuàng)造更輕的材料，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化，這樣可以節(jié)省能源。”比如讓飛機(jī)可以飛的遠(yuǎn)，汽車噪音更小且節(jié)能。

目前，贏創(chuàng)已在汽車、消費(fèi)品、牙科、裝備制造等多個(gè)3D打印領(lǐng)域展開合作，開發(fā)了不同類型的解決方案，包括汽車輕量化方案、對(duì)復(fù)雜工業(yè)零部件的直接成型、日常消費(fèi)品行業(yè)提速降本生產(chǎn)優(yōu)化方案等。功能性3D打印終端零件批量化生產(chǎn)趨勢(shì)明顯，高性能材料需求強(qiáng)勁增長(zhǎng)的大勢(shì)下，贏創(chuàng)3D打印材料相關(guān)業(yè)務(wù)未來將進(jìn)一步發(fā)展壯大。

而為了分析不同澆口設(shè)計(jì)和產(chǎn)品厚度不均勻?qū)α鲃?dòng)行為和發(fā)泡特性影響，因此采用Moldex3D進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和模擬。效益? 模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度吻合，達(dá)成虛實(shí)整合? 產(chǎn)品重量減輕10%以達(dá)到產(chǎn)品輕量化? 實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)品輕量化和了解FIM制程案例研究在傳統(tǒng)制鞋產(chǎn)業(yè)中，鞋墊通常由塑膠和化學(xué)發(fā)泡劑倒入模具中制成，制造與材料成本較高。

因此，增材制造在電動(dòng)汽車領(lǐng)域開始看起來更具吸引力，也提供了更多的發(fā)展空間。當(dāng)你試圖擴(kuò)大這些車輛的續(xù)航里程時(shí)，輕量化變得非常重要，而且你可能不會(huì)被那些傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈所束縛。另一個(gè)有趣的事情是，電動(dòng)汽車市場(chǎng)上也有很多初創(chuàng)公司進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，它們也并沒有任何傳統(tǒng)燃油汽車的制造經(jīng)驗(yàn)。3D打印金屬部件在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用金屬 3D 打印汽車零件最著名或最著名的例子是GM公司打印的座椅支架。