用3D打印的模具生產(chǎn)原型發(fā)泡座椅

文/ Additive Manufacturing STEPHANIE HENDRIXSON

汽車制造商們和其他的OEMs要求用模具來制造像坐墊這樣的發(fā)泡部件，3D打印的模具可能是原型制造這些部件的一種更快、更經(jīng)濟(jì)的方法。

“如果一輛普通的汽車能夠搭載5名乘客，就意味著它會有5種不同的座椅設(shè)計?！泵绹鳦atalysis Additive Tooling公司（以下簡稱Catalysis公司）的總經(jīng)理Darrell Stafford介紹說，每個座椅配置都需要自己的一套發(fā)泡部件，這意味著從一款新車型的原型階段開始，將需要數(shù)套模具來成型它們。

如果汽車上不同位置的每個座椅擁有的配置略有不同，那么每個座椅都需要自己的一套模具和原型

這個發(fā)泡坐墊樣品由FX 模具制成。與通常所需的6～8周相比，制模時間顯著縮短

這幅縮尺的汽車座椅坐墊模具被用來檢查FX模具的涂層是否會在成型期間與泡沫材料發(fā)生反應(yīng)。測試表明，不會發(fā)生反應(yīng)，但這里看到的表面光潔度并不代表剛開發(fā)出來的模具原樣

原型車，特別是那些被用來進(jìn)行碰撞和功能測試的原型車，需要采用最終汽車所使用的設(shè)計和材料來制造發(fā)泡的坐墊、靠背和頭枕，這意味著在早期就要投資模具。生產(chǎn)這些發(fā)泡部件的模具，通常由機加工鋁坯制成，這種模具也用于生產(chǎn)原型部件。制造這些模具，可能需要兩個月甚至更長的時間，每副模具可能需要花費$25000。因此，針對擁有5種不同座椅配置的汽車，汽車制造商可能需要數(shù)十萬美元的模具投資來制造這些原型部件，卻并不知道這筆投資是否能用于最終的量產(chǎn)。

為此，Catalysis公司開發(fā)了一種名為FX tooling的技術(shù)，可以用其3D打印出砂型，這種砂型與用于制造鑄模（用于生產(chǎn)金屬鑄件）的砂型是一樣的。采用一種專利的樹脂滲透砂型，即可使之成為適用于真空成型和熱成型等工藝的耐用模具。

Stafford介紹說，由于發(fā)泡成型需要在低溫、低壓下完成，因此這種砂基模具可以很容易地承受原型以及發(fā)泡部件的短周期生產(chǎn)過程。相比傳統(tǒng)的機加工鋁模，汽車制造商及其供應(yīng)商們可以用更少的花費、更快速地制成這種模具。FX模具可以快速制造和更換,但也支持設(shè)計的修改, 因而能夠更方便、更低成本地實現(xiàn)迭代。按照Catalysis公司的估計，一副典型的座椅發(fā)泡模具可以在大約兩周的時間內(nèi)制成，成本大約只有傳統(tǒng)機加工模具的1/3。

現(xiàn)在，Catalysis公司已經(jīng)有了一些一級汽車供應(yīng)商客戶，他們正在利用這一選項，生產(chǎn)原型的泡沫坐墊。從理論上講，F(xiàn)X模具可以承受大批量的生產(chǎn)，但Catalysis 公司還沒有機會測試這一數(shù)據(jù)。

“我們正在從原型開始，然后也許我們會轉(zhuǎn)向最多5 000個左右的專業(yè)化生產(chǎn)?！盨tafford 介紹說。

實際上，在原型制造與5 000個量產(chǎn)之間，還有許多其他的應(yīng)用機遇，這也是該公司正在探索的。