在最近舉行的AMUK會員論壇上，Luke Fox概述了英國如何利用增材制造技術(shù)提高豪華汽車的生產(chǎn)水平。

　　作為英國汽車公司捷豹路虎（JLR）的增材制造技術(shù)專家，F(xiàn)ox概述了增材制造在公司工作流程中發(fā)揮的關(guān)鍵作用。

　　值得注意的是，增材制造技術(shù)并不用于大批量生產(chǎn)最終用途部件。相反，它的價值在于滿足日益增長的大規(guī)模定制需求，同時還能加快測試車功能原型的生產(chǎn)。

　　后者代表了JLR在其快速成型制造中心（AMC）內(nèi)部制造的“絕大多數(shù)部件”。Fox強調(diào)了這種增材制造能力的重要性，他說，如果沒有增材技術(shù)，“我們就無法以如此快的速度完成測試”。

　　這位技術(shù)專家還討論了增材制造如何解決汽車行業(yè)目前面臨的最緊迫問題之一。

　　許多汽車可持續(xù)發(fā)展的最后期限正在快速臨近，汽車制造商正努力最大限度地減少碳足跡，并使其車輛符合環(huán)保法規(guī)。Fox認為，增材制造技術(shù)將幫助JLR到2039年實現(xiàn)整個供應(yīng)鏈凈零排放的承諾方面發(fā)揮重要作用。

　　捷豹路虎的增材制造

　　英國增材制造協(xié)會（AMUK）是英國增材制造生態(tài)系統(tǒng)企業(yè)的行業(yè)協(xié)會。其最近一次會員論壇在航空航天制造商吉凱恩航空航天公司（GKN Aerospace）位于不列顛索爾（Britsol）的全球技術(shù)中心舉行。

　　該活動主要介紹了英國增材制造的現(xiàn)狀及其未來發(fā)展方向。與會者還有機會進行交流，并獨家參觀了吉凱恩的研發(fā)（R&D）設(shè)施。

　　Fox在演講中概述了JLR的全球業(yè)務(wù)范圍，JLR在英國擁有三個汽車制造基地，并在斯洛伐克、巴西、中國和印度設(shè)有工廠。該公司是塔塔汽車公司的全資子公司，生產(chǎn)和銷售路虎攬勝、衛(wèi)士、發(fā)現(xiàn)和捷豹等高端汽車品牌。

　　2018年，JLR承諾每年生產(chǎn)100萬輛汽車。不過，F(xiàn)ox解釋說，該公司后來轉(zhuǎn)變了戰(zhàn)略，將質(zhì)量置于數(shù)量之上，在2023年生產(chǎn)了約40萬輛汽車。

　　增材制造在實現(xiàn)這一質(zhì)量方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。JLR AMC位于蓋登（Gaydon）的高級產(chǎn)品創(chuàng)造中心，擁有20臺工業(yè)3D打印機，采用6種快速成型制造技術(shù)。其中包括HP Multi Jet Fusion (MJF)、EOS系統(tǒng)、SLA、FDM和PolyJet 3D打印機。

　　聚合物粉末床熔融占公司增材制造能力的87%。釜式聚合占其系統(tǒng)的8%，而材料噴射和材料擠壓分別只占3%和2%。Fox補充說：“目前，我們內(nèi)部只有聚合物業(yè)務(wù)，沒有任何金屬增材制造業(yè)務(wù)。”

　　AMC是公司內(nèi)部的卓越中心，發(fā)揮著從早期設(shè)計模型到功能部件的各種作用。Fox解釋說：“AMC是作為一種內(nèi)部資源而設(shè)立的，JLR各部門的工程師都可以申請增材制造部件。”

　　增材制造技術(shù)還被整合到整個企業(yè)的不同中心和部門。哈利伍德工廠是JLR的生產(chǎn)基地之一，那里的工程師擁有十幾臺工業(yè)FDM 3D打印機。

　　較小的臺式FDM系統(tǒng)也分布在其他制造和工程基地。據(jù)Fox稱，這些系統(tǒng)用于快速原型設(shè)計和測試，然后再到AMC生產(chǎn)更復(fù)雜的部件，這種分散的方法有助于保持靈活性。

　　增材制造促進汽車研發(fā)

　　過去，JLR曾利用增材制造技術(shù)生產(chǎn)終端汽車零部件。其中一個顯著的例子是2019捷豹XE SV Project 8，該車采用了十多個AMC制造的部件。這些部件包括前號牌支架、汽車座椅頭枕支撐和外部空氣動力學(xué)特征。不過，這些都是小批量生產(chǎn)，Project 8僅生產(chǎn)了300輛。

　　一個更實際的應(yīng)用案例與傳統(tǒng)零部件有關(guān)。Fox舉例說，1999年生產(chǎn)的路虎發(fā)現(xiàn)2的座椅把手經(jīng)常出現(xiàn)問題，這個部件很容易斷裂。

　　擁有該車型的客戶現(xiàn)在希望能夠從路虎經(jīng)銷商那里訂購替換零件。然而，最初生產(chǎn)這些部件的公司已不復(fù)存在，注塑模具也已丟失。

　　JLR的解決方案是在內(nèi)部制造這些零件，稍微改變幾何形狀以提高耐用性。Fox說：“我們每年打印大約50個這樣的零件，客戶往往不知道替換零件是用3D打印出來的。

　　大規(guī)模定制是 增材制造在汽車領(lǐng)域的另一個顯著應(yīng)用。Fox說：“大規(guī)模定制肯定不會消失，所以我們正在做很多這方面的工作。”他指出，JLR正在積極研究3D打印如何實現(xiàn)更多的定制部件，如個性化油箱蓋和儀表盤。

　　不過，JLR “絕大多數(shù) ”的增材制造工作都是針對測試車的功能原型。這些試生產(chǎn)的車輛在公開展出和試駕時，通常會用乙烯基迷彩圖案包裹，以隱藏其設(shè)計。Fox表示，3D打印原型部件大大加快了測試過程，與傳統(tǒng)制造方法相比，可以更快地對設(shè)計進行修改和評估。

　　一個令人驚訝的后期制作實例與影響路虎衛(wèi)士越野車車主的一個問題有關(guān)。Fox解釋說：“當(dāng)他們把狗牽進車后座時，狗刮傷了保險杠。”

　　JLR的快速成型制造團隊采取的應(yīng)對措施是，對狗爪子進行3D掃描，分析爪子的硬度，然后3D打印出一個仿制爪子，放在機械臂上。這只狗“在很長一段時間內(nèi)”反復(fù)抓撓衛(wèi)士保險杠，因此開發(fā)出了一種可以購買的保護條，以最大限度地減少損壞。

　　JLR的金屬增材制造路線圖

　　據(jù)Fox稱，JLR未來將致力于進一步擴大增材制造的使用規(guī)模。不過，他指出，該公司更注重擴大能力而不是產(chǎn)能。

　　這一發(fā)展的一個重要部分與金屬增材制造能力的增長有關(guān)。該公司已經(jīng)利用外部金屬3D打印技術(shù)為路虎攬勝SV 460生產(chǎn)豪華后座部件。

　　這些最終使用部件由一級供應(yīng)商制造，每年生產(chǎn)約40個。Fox補充說：“這是一個產(chǎn)量很低的項目，但在我們的生產(chǎn)車輛中，它是金屬3D打印的。”

　　隨著規(guī)模的擴大，JLR 正在努力將增材制造技術(shù)整合到更多的大批量制造應(yīng)用中。Fox提到了一個正在進行的項目，該項目使用3D打印技術(shù)來支持 “大約一百萬個零件”的生產(chǎn)。

　　最初，該公司采用激光粉末床熔融技術(shù)進行最初的概念驗證測試。接下來，該團隊希望生產(chǎn)“幾百個”金屬零件，以獲得更嚴格、更精確的結(jié)果。為此，他們采用了粘合劑噴射技術(shù)，并醞釀將金屬注射成型（MIM）作為最終的生產(chǎn)技術(shù)。

　　據(jù)報道，粘合劑噴射3D打印工藝生產(chǎn)出的零件更接近所需的機械性能。Fox補充說，這種方法可以進行更廣泛的測試和改進，而不需要傳統(tǒng)金屬制造的高成本，因為傳統(tǒng)金屬制造需要昂貴的模具。

　　據(jù)報道，將金屬3D打印技術(shù)納入這一預(yù)生產(chǎn)階段將使JLR能夠在投入批量生產(chǎn)之前更有效地對設(shè)計進行微調(diào)。

　　在談到公司更廣泛的增材制造戰(zhàn)略時，F(xiàn)ox強調(diào)了平衡內(nèi)部能力與外部合作伙伴關(guān)系的重要性。雖然JLR可以在內(nèi)部對零件進行原型設(shè)計和測試，但要實現(xiàn)全面生產(chǎn)，往往需要外包給專業(yè)供應(yīng)商。Fox承認：“我們并不適合大批量生產(chǎn)。”他的 “金發(fā)姑娘方案”是在內(nèi)部設(shè)計和測試方面與供應(yīng)商密切合作，然后隨著產(chǎn)量的增加逐步移交責(zé)任。

　　蘭博基尼等其他汽車制造商也采用了這種模式。據(jù)Fox介紹，該公司最初在內(nèi)部生產(chǎn)3D打印油箱蓋，然后擴大生產(chǎn)規(guī)模，最終在驗證后將整個流程外包。這種方法既利用了增材制造定制能力的優(yōu)勢，又將大規(guī)模生產(chǎn)流程移交給了第三方。

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