3D打印钛合金技术在汽车发动机零部件制作中的应用

引言

随着时代的发展，社会的进步，经济发展水平以及科学技术发展水平的不断提高，汽车在社会当中的普及量逐渐增加，人们对于汽车运行的效率和性能提出了更多更高的要求。发动机零部件作为汽车制作的重要组成部分，其质量和运行效果对于汽车整体运行产生着重要的影响。为了提高汽车发动机零部件制作效率，保证汽车发动机零部件质量，可以将钛合金3D打印技术应用其中。就目前来看，钛合金3D打印技术已经广泛应用于航空航天、石油开发等重大项目上，然而其在汽车制作领域的应用还未得到充分的推广。因此，有关部门及相关人员应当在革新理念的前提之下，着力采取有针对性的举措，将钛合金3D打印技术有效应用于汽车发动机零部件制作当中。

1、钛合金3D打印技术应用于汽车发动机零部件制作当中的优势

由于钛合金这种原材料本身的密度较低，使用其制作汽车发动机零部件可以使得其惯性质量大大减小。除此之外，钛气门弹簧在零部件当中的应用可以为汽车车身自由振动提供更加便利的条件，从而提高汽车发动机运转的效率，尤其是输出频率。

汽车发动机零部件惯性质量的减小可以使得零部件之间的摩擦大大减小，从而减少汽车发动机零部件在运转过程当中不必要的能源损耗，提高燃油运用效率。也就是说，钛合金3D打印技术在汽车领域发动机零部件制作当中的应用有利于降低制作成本，提高经济效益。

立足于钛合金材料自身的性能特征来看，其质量较小，那么用其制成的汽车发动机零部件的体积也较小，所需要承载的负荷力较轻，从而减少汽车整体运行压力，从这一方面提高汽车整体运行效率。

零部件惯性质量的降低，摩擦力的减小，可以使得汽车发动机零部件在运转过程当中产生的噪音大大减弱，进一步改良汽车运行的性能，可以给汽车乘坐者以更好的体验。

2、钛合金3D打印技术应用于汽车发动机零部件制作当中的劣势

钛合金3D打印技术之所以具有上述优越性能是需要一定的资金及技术投入的。由于汽车制造行业对于令发动机零部件制作成本有限，同时，汽车制造厂需要制作的同批发动机零部件数量众多。因此，一般来讲，汽车制造企业没有充足的资金用于钛合金3D打印技术的研发和应用，更难以利用其来制作所有汽车发动机零部件。除此之外，汽车制造厂雇佣员工，一般来说专业技术有限，缺少充足的高素质人才来研发、应用钛合金3D打印技术，尤其是将其与精细化的汽车发动机零部件的制作相结合。因此，从技术和资金支持两方面必备因素来看，都难以为钛合金3D打印技术在汽车发动机零部件制作当中的有效应用提供良好的准备条件。

由于我国汽车行业起步较晚，在各方面都没能形成纯熟的制作技术，尤其是钛合金3D打印技术在汽车发动机零部件制作当中的应用。近年来，其应用特征显现出焊接性能差、成形性不好等情况。而这种情况首先与应用钛合金3D打印技术的成本支出不符也就是说难以保证收益。

除此之外，钛合金3D打印在汽车发动机零部件制作当中，应用技术的不成熟性不仅会影响汽车发动机零部件制作的质量和性能，也会在一定程度上影响其外观的美观性，从而影响消费者对于汽车购买的意愿。

3、将钛合金3D打印技术有效应用于汽车发动机零部件制作当中的可行性举措

3.1 加大资金技术投入

正如我们上述所述，要想将钛合金3D打印技术有效研发并应用于汽车发动机零部件制作当中，就需要为其提供充足的资金和技术支撑。由于钛合金3D打印技术属于一种先进的高科技手段，其研发及应用需要一定的资金支持，包括对于原材料的采购，尤其钛合金原材料的市场售价要远远高于其他普通金属，核心技术的科研经费等等。钛合金3D打印技术的有效应用需要一定科学技术基础知识设备的支持。有关汽车制造企业需要在做好基础设施准备的前提之下，研发并应用钛合金3D打印技术。

3.2 提高员工专业工作能力

员工尤其是汽车发动机零部件制作和组装人员的专业工作能力，对于钛合金3D打印技术在汽车发动机零部件制作当中的应用效果产生着关键性的影响。为了保证其能够有效应用，就需要不断提高相关工作人员的专业工作能力，包括对于理论知识的掌握能力以及对于工作实践经验的积累。在员工上岗前，需要对其进行一定的专业培训，引导其对于技术应用的相关理论知识加以了解。同时要引导其对于技术应用的实践操作情况进行观摩学习，帮助其掌握间接实践工作经验。在步入工作岗位之后也要不断地组织开展员工集体学习活动，推动其对于理论知识的掌握体系不断更新，同时引导其不断提高自身的工作实践能力。从人力资源方面保证能够将钛合金3D打印技术有效应用于汽车发动机零部件制作当中。

3.3 学习总结实践经验

就目前为止，已经有诸多将钛合金3D打印技术应用于汽车发动机零部件制作当中的实际案例。例如，宝马BMW 旗下劳斯莱斯中采用超过10，000 个3D打印零部件，这些零部件包括危险警告灯、中心锁按钮、电子停车制动器、插座等。大众、葡萄牙大众Autoeuropa 工厂一直在使用3D打印机生产在装配线上使用的模具组件，节省了16万美元工具成本等等。汽车制造企业在将钛合金3D打印技术应用与自身发动机零部件制作当中之前，应当对既有的应用案例加以总结、分析，学习其成功之处。也就是说，钛合金3D打印技术在发动机零部件制作当中的优势。同时能够规避钛合金3D打印技术在汽车发动机零部件制作当中的劣势。除此之外，各个汽车制造企业也可以加强交流和合作，彼此借鉴成功经验。而对于钛合金3D 技术在汽车发动机零部件制作当中应用可能出现的弊端问题加以预设和预防。当然，也要制定完备的应对措施，一旦发现质量问题能够及时有效地采取有针对性的举措加以解决，避免在损害经济效益的同时带来社会效益的损害。争取在汽车销售市场当中能够占据更多销售份额的同时增强良好口碑的建设。

4、结语

立足于目前我国汽车制造行业发展的具体情况来看，有关部门及相关负责人员已经对将钛合金3D打印技术有效应用于汽车发动机零部件制作活动开展过程当中这一课题提起了相当的重视。并且在革新理念的前提之下采取了有针对性的举措，对上述课题加以切实落实。也就是说，在制作汽车发动机零部件时充分利用钛合金3D打印技术，从而保证了汽车发动机零部件制作的精密化，提高了汽车发动机零部件制作的效率。这在一定程度上和某些方面上提高了汽车整体运行水平。但是，当前将钛合金3D打印技术应用于汽车发动机零部件制作当中时依旧存在诸多不足之处和需要进一步改进和提升的地方。然而，这更加说明钛合金3D打印技术在汽车发动机零部件制作当中的应用有着更加广阔的发展前景和更加美好的发展未来。当然，这需要我们每一个人的共同努力。希望以汽车发动机零部件发明及制作工作人员为主的广大人民群众可以积极主动的为将钛合金3D打印技术在汽车发动机零部件制作当中的有效应用做出自己的一份贡献。相信在不久的未来，钛合金3D打印技术在汽车发动机零部件制作当中的应用水平会得到很大程度上的提高，从而提高整个汽车发动机零部件制作的效率和水平，进而推动整个汽车制造行业的持续健康全面发展。

参考文献：

[1]胡堃，危岩，李路海，等.3D打印技术在生物医用材料领域的应用[J].新材料产业，2014（8）：33-39.

[2]王广春，袁圆，刘东旭.光固化快速成型技术的应用及其进展[J].航空制造技术，2011（6）：26-29.

[3]邹国林.熔融沉积制造精度及快速模具制造技术的研究[D].大连：大连理工大学博士学位论文，2002.

[4]樊仁轩.激光选区烧结高分子材料的加工工艺改善及相应技术研究[D].广州：华南理工大学硕士学位论文，2015.

[5]王东立.面向模具制造的FDM 快速成型技术研究[D].鞍山：辽宁科技大学硕士学位论文，2016.

[6]吴伟辉，杨永强.选区激光熔化快速成型系统的关键技术[J].机械工程学报，2007，43（8）：175-180.

[7]姜炜.不锈钢选择性激光熔化成形质量影响因素研究[D].武汉：华中科技大学硕士学位论文，2009.

[8]李楠楠.金属增材制造技术在航空领域的发展与应用[J].中国科技博览，2013（38）：289-289.

[9]陈静，杨海欧，汤慧萍，等.成形气氛中氧含量对TC4 钛合金激光快速成形工艺的影响[J].中国材料进展，2004，23（3）：23-26.

[10]宋建丽，李永堂，邓琦林，等.激光熔覆成形技术的研究进展[J].机械工程学报，2010，46（14）：29-39.

[11]郑增，王联凤，严彪.3D打印金属材料研究进展[J].上海有色金属，2016，37（1）：57-60.

[12]张新平，于思荣，夏连杰，等.钛及钛合金在牙科领域中的研究现状[J].稀有金属材料与工程，2002，31（4）：246-251.

[13]张兴栋.生物医学材料的发展动态和趋势[J].新材料产业，2002（12）：78-81.

[14]宁聪琴，周玉.医用钛合金的发展及研究现状[J].材料科学与工程，2002（1）：100-106.

[15]胡欣，魏强，李长义，等.一种新型的TiZrNbSn 合金耐腐蚀性能研究[J].中华日腔医学杂志，2010，45（9）：569-572.

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