现代与起亚启用首个专属增材制造中心,近30年3D打印积淀迎来战略落点
现代汽车正在韩国持续扩大其增材制造业务。
1996年,现代汽车集团第一次引入工业3D打印机。
近三十年后,现代汽车与起亚共同启用了集团第一个专为增材制造而建的独立基地——增材制造解决方案中心(AMSC)。
中心位于韩国华城南阳研发中心,建在先进出行解决方案大楼内的一座新建设施中。
在现代汽车介绍的数字化研发基础设施中,AMSC属于四个南阳设施之一,另外三个是驾驶模拟器、数字化测量中心和用于电气架构验证的NOVA实验室。
汽车行业媒体《Automotive World》观察到,从现代汽车第一台工业3D打印机到专用增材制造设施的启用,中间相隔近三十年,这凸显了汽车OEM内部扩展速度之慢。
而这并不令人意外,很少有汽车制造商能够快速实现增材制造的工业化。
丰田是另一个例子,增材制造在那里是逐步推进的。
这表明,尽管OEM很早就采用增材制造技术,但将其转化为真正的生产基础设施仍然是一个漫长而审慎的过程。

AMSC使工程师能够将零件从数字设计直接转化为成品部件,无需模具、铸模和工装。
它没有把技术押在单一工艺上,而是同时运行聚合物基和金属基增材制造工艺,覆盖不同的材料、几何形状和性能需求。
核心逻辑很简单:零件直接从数字设计变成制造完成的部件,材料选择也更灵活。

聚合物部件方面,AMSC采用槽式光聚合技术,包括数字光处理(DLP)和立体光刻(SLA)设备。
DLP用紫外光一次性把整个树脂层固化成型,SLA用激光一点一点扫描出几何形状,这两路技术做的都是尺寸精度要求最高的精细零件,主要拿来做设计验证和原型。
此外还有聚合物粉末床熔融系统,零件在成型过程中被周围的粉末床撑住,不用加支撑结构,浪费和后处理都省了。
经过蒸汽平滑处理,表面光洁度能接近注塑件,所以不光能做外观模型,定制件和开发件也能用。
金属部件这边,AMSC运行激光粉末床熔融(LPBF)和定向能量沉积(DED)技术。
激光粉末床熔融能处理复杂几何形状,精度和力学性能都够车辆部件用,这些部件要是用铸造、冲压或者机加工来做,会很难。
更大的结构件就用DED产线中的丝材电弧增材制造(WAAM),也就是DED-WAAM。
它靠焊接电弧把钢、不锈钢、铝和钛一层层堆出来,这是传统方法很难一体成型的大型结构件的制造路线。
大幅面金属增材制造负责接近最终形状,CNC加工负责得到成品零件,因此3D打印还不能全包,CNC最后补一刀仍是必要环节。
中心里摆着一个电机壳体,一半是DED-WAAM刚打印出来的原始表面,一半是CNC机加工后的表面,一眼就能看出后处理流程做了什么事。

AMSC还在建设面向增材制造的设计(DfAM)能力。
工程师会把零件重新设计一遍,让它更适合打印工艺,想办法把多个零件合并成一个、做点阵结构、做轻量化设计,优化零件以实现重量和性能的最佳平衡,而不是被传统工具所能实现的范围限制住。
这才是价值回报所在。
每一个制造出来的部件都要经过AMSC的质量检测单元。
检测包括量尺寸、测抗拉强度、弯曲刚度、抗冲击性能,然后跟量产等效的基准件比。
检测背后还有内部材料验证和冶金分析。
现代和起亚说,增材制造零件可以达到跟传统制造零件一样的标准,靠的就是这套机制。
由于设计、生产、后处理和质量检测全部在同一屋檐下进行,AMSC缩短了从数字蓝图到成品硬件的路径。
目前从AMSC跑出去的应用有这么几块。
车辆开发里,中心做原型件、开发件、制造工装和夹具,还有停产车型的维修件或者急需更换件,这些场景下重新开模具根本不划算。
经典车修复是第二块。
现代Pony是一款韩国早年经典小车,也是现代汽车生产的第一款车型,它的侧裙板部件就是用3D扫描和逆向工程重建出来的,还还原了当年那个时代的表面处理工艺。
这就像给老车留了个数字备份,断了产的老零件还能重新长出来。
赛车运动是第三块。
防倾杆叶片、减震器支架、制动导管导轨都是打印出来的,要在刚性和重量之间找平衡。
增材制造解决方案团队的高级经理安韩宇(Hanwoo On)说:「我们正在通过集团内日益广泛的应用场景快速内化增材制造技术。
除了车辆零部件外,我们还在将其应用扩展到设备耗材和制造工具等高价值领域。」
内化这个词是理解这套打法的关键。
现代汽车集团把打印机、DfAM专业知识和验证测试全留在自己研发体系里,他们判断增材制造的价值不在单个零件,而在设计变成可测试件的速度。
这么想的车企不止现代一家。
宝马在慕尼黑北边一个叫奥伯施莱斯海姆的地方有个增材制造园区,已经从原型制作转向宝马自己说的常态化工业生产。
首批用电弧增材制造生产的车辆零部件,计划2027年投入批量生产,配套的新金属系统、更大打印幅面和数字化网络化流程都在园区里。
宝马还在同一个园区做可持续性方向,把废弃打印粉末和废料零件回收成线材和颗粒料,拿回自己各个工厂用。
现代用Pony演示的老零件方案,保时捷也有过。
保时捷经典车部门用SLM和SLS技术,给959这种八十年代经典跑车复制稀有备件,碰上的正是现代说的那个问题:原始模具早就没了,需求量又低到不值得重新开模。
在现代集团内部,零部件公司现代摩比斯开了个耗资280万美元的设计模型车间,把粉末3D打印和全尺寸油泥模型结合起来,这算是朝AMSC现在正式确立的设计与制造协同模式迈出的一小步。
AMSC真正改变的是能力所在的位置。
现代和起亚不再把打印当成按需采购的服务,而是开始把它看成自己手里的基础设施。
我们能看到的公开细节也就这些,但光从这些已经能看出一个方向:下一个问题就是,这里面有多少能力能真正走进量产阶段。
AMSC证明了现代汽车和起亚能够将设计师的任何构想实际制造出来。
但随着现代汽车向软件定义汽车(SDV)转型,硬件只是成功的一半。


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