随着通用汽车不断从传统的传统汽车制造商发展成为平台创新者，它通过新技术和创新方法不断重新定义汽车开发流程，以帮助加速公司实现其零事故、零排放世界的愿景，和零拥堵。
GKN Forecast 3D 设施中的一系列 HP Multi Jet Fusion 3D 打印机。 （由 GKN Forecast 3D 提供）通用汽车为使公司更加敏捷而进行的一项战略投资是增材制造。增材工业化中心 (AIC) 于 2020 年初开放，占地 15,000 平方英尺，致力于生产 3D 打印技术和开发工作，使 3D 打印部件能够用于生产车辆、装配厂和其他汽车
GM 使用术语“增材制造”来描述 3D 打印部件的整个生态系统，支持采用整体、集成的企业方法来加速产品开发和加工。通用汽车的增材制造功能在生产和赛车零件的敏捷开发、消除昂贵的模具成本、甚至解决车辆开发过程不同阶段出现的意外挑战方面发挥着关键作用。
挑战和机遇
甚至在 AIC 宣布成立不到一年后，通用汽车公司就在为 2022 年款全尺寸 SUV 乘用车的生产发布准备其制造网络，当时做出了一项工程决策：在开发过程的最后阶段实施设计变更。这一变化要求在该公司最受欢迎的几款全尺寸 SUV 上引入一个额外的部件。
3D 打印的后扰流板封闭密封件，在进行精加工之前。（由 GKN Forecast 3D 提供）附加部件，即每辆车后部添加的扰流板封闭密封件，将改善空气动力学，并提高每辆最终生产车辆的燃油效率。
这种变化很简单，可以适应适当的环境和交货时间，但在开发过程的后期进行的设计变更是罕见，并造成需要极快地从计划的生产运营中转向的情况。因此，GM 团队需要快速开发和大批量生产所需的零件，以满足原定的生产时间表。
从所需的更改开始，团队估计大约需要十二周的时间来开发、生产和安装注塑成型工具，以使用传统制造技术制造零件——这一时间表将导致 30,000 辆汽车的客户交付延迟。
由于扰流板封闭密封件被认为是继续生产所必需的，并且没有办法自行生产该零件，通用汽车面临着潜在的供应链缺口，如果留下未解决，可能会导致车型年度生产的开始延迟——最终影响向经销商和客户交付车辆。
替代解决方案 — AM
要求蛋白作为备选方案，通用汽车迅速着手评估可能的解决方案。为了使替代解决方案被认为是可行的，它需要尽可能接近地复制预期设计，同时还需要在生产零件可用后实现更无缝的转换过程，这意味着车辆以后不需要客户更换支架- 在解决方案中。此外，更换部件需要满足面向客户的外观质量要求并满足环境耐久性条件。
作为探索和验证过程的一部分，GM 最初评估了使用现成的 EPDM 泡沫条。尽管这种材料能够成功地满足所需零件的空气动力学要求，但团队在创造一种从外观角度来看适合生产的潜在替代品方面取得的成功微乎其微。
其中一个固有的增材制造的优势不仅在于它能够生产无需使用现有模具即可复制零件，但具有使用各种不同材料打印的多功能性。
经过精加工后的 3D 打印后扰流板收尾密封件。 （由 GKN Forecast 3D 提供由于其他提议的解决方案都达不到要求，通用汽车的增材制造团队推荐使用惠普的 Multi Jet Fusion 3D 打印技术，该技术使用施加的墨水来促进熔断灯的能量吸收。这导致聚合物粉末烧结到下面的层，直到生产出 3D 部件。通过使用这个平台，该团队能够生产出 3D 打印的扰流板封闭密封件，无论是在美学上还是在功能上，它都可以与注塑成型的密封件相媲美。
之后创建一个有前途的概念部分，团队通过验证其功能和设计gh 风洞测试，以确认所提出的 3D 打印解决方案能够满足所需的空气动力学性能。与 GM 工程和设计主管一起进行的外观审查确保它符合包含在客户车辆上的必要视觉标准。
尽管 GM 的添加剂团队已成功找到解决注塑模具可用性差距的解决方案并获得领导层的认可，它仍然需要应对以所需规模实现体积的挑战。
协作方法
在大多数情况下，当 Multi Jet Fusion 部件已被 3D 打印时，该部件(s) 经过标准的整理过程。然而，在这种情况下，零件需要经过蒸汽抛光工艺以提供光滑、抛光的饰面，以支持与周围模制组件和密封件的集成，并为材料本身提供改进的机械性能。
根据零件的材料和零件几何形状，此过程ss 通常需要 1-2 小时才能将成品从数控加工室中取出。当团队正在开发一种工艺来大量抛光这些打印部件时，他们发现全球材料短缺所需的化学蒸汽耗材——在已经不利的情况下又增加了一层复杂性。
由于这种抛光过程是生产零件的必要步骤，材料短缺和干燥时间长不允许在压缩的时间表内生产必要数量的 3D 打印零件。它提出了另一个生产挑战。
与 GKN Forecast 3D 有着长期的合作关系，GKN Forecast 3D 是一家为高质量原型制作和生产准备零件提供 3D 打印、快速加工和快速转向工具解决方案的供应商，来自该团队的团队来自通用汽车请求帮助提高批准的 3D 打印扰流板收尾密封件的产量。
考虑到所有方面在生产过程中，团队能够确定减少处理时间以满足增加的需求和生产时间表的最佳机会。零件的印刷和蒸汽抛光是生产方面几乎没有改进的余地，但干燥过程有机会进行改变。 GKN Forecast 3D 能够通过引入和验证一种加快干燥时间的方法来缩短完成生产过程的时间。通过联系 GKN Forecast 3D 的供应商网络，该团队能够采购蒸汽抛光耗材以完成精加工过程。
在短短几天内，新的干燥过程得到了测试、验证、并实施，将干燥时间减少了近 60%。生产时间的增加实质上使成品零件的吞吐量增加了两倍。
通过使用创新方法，团队能够加快生产进度并成功创建和完善所需的 6在五周内生产了 0,000 个零件，用于大约 30,000 辆全尺寸 SUV。
生成的 3D 打印零件已提供给二级生产密封件供应商，用于应用粘合零件所需的粘合剂剧透。然后，成品零件被及时运往 GM 的装配厂，以成功安装在成品车辆上，避免对生产计划造成代价高昂的影响。
接受挑战，制造解决方案
GM 的增材制造专业知识和值得信赖的供应商网络使我们能够快速适应无数挑战，并最终按时提供可行的解决方案，如果没有公司在增材制造方面的一致战略投资，这可能是不可能实现的。
仅用了三周的时间，来自通用汽车、GKN Forecast3D 和其他供应商的团队就能够利用 Multi Jet Fusion 平台来设计、创建和我为后扰流板密封件实施可行的价值流。通过增材制造的创新使用、快速协作和精确执行，团队取得了通过传统注塑成型生产方式无法获得的成果。
以高水平解决这一制造挑战压力情况不仅为 GM 带来了直接的经济利益并为经销商和客户按时交货，而且还展示了增材制造可以提供的重要价值和多功能性。
展望未来，增材制造的应用将继续扩展到通用汽车的各个领域。随着公司不断引进新技术、创新并加快产品开发周期，增材制造的广泛应用将发挥更加重要的作用。
