汽車3D打印在汽車配送領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

文/陸麗娟

0.引言

在經(jīng)濟(jì)一體化程度不斷加深的背景下，貨品配送行業(yè)迎來了新的發(fā)展爆發(fā)期，對于國內(nèi)的小規(guī)模運(yùn)輸任務(wù)而言，汽車配送是最主要的配送方式[1]。但是值得關(guān)注的是，在配送時(shí)效性越來越快的發(fā)展背景下，如何保障汽車配送的效率成為備受關(guān)注的問題之一[2]。在實(shí)際的汽車配送過程中，受客觀因素的影響，汽車出現(xiàn)故障是難以避免的，一旦出現(xiàn)該情況，不僅會(huì)在極大程度上影響配送的效率，導(dǎo)致最終的配送時(shí)間與規(guī)定時(shí)間存在較大偏差[3]。當(dāng)配送的貨物具有時(shí)效性時(shí)，更有可能帶來更大的經(jīng)濟(jì)損失。3D打印技術(shù)作為科技領(lǐng)域快速發(fā)展的高新技術(shù)類型之一[4]，其在工業(yè)生產(chǎn)模式上與傳統(tǒng)模式相比表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。最為突出的3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與制造的一體化[5]，并借助信息化技術(shù)大大提高了生產(chǎn)制造的效率。無論是從人力開銷的角度，還是從時(shí)間開銷的角度，都可以實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)省，對于提升相關(guān)工作的執(zhí)行效率具有有效的作用[6]。

1.汽車3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在對汽車3D打印在汽車配送領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行研究之前，明確汽車3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是十分必要的[7]。結(jié)合汽車3D打印技術(shù)現(xiàn)階段的發(fā)展情況，本文分別從三個(gè)角度展開了具體的分析。

1.1 節(jié)約汽車配件生產(chǎn)成本。對汽車3D打印技術(shù)的加工方式進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其一般為“增材制造”的模式，由此帶來的最直接的影響就是可以在極大程度上提高材料綜合利用率。在汽車配件生產(chǎn)的過程中，材料損耗是最為主要的成本構(gòu)成之一。而借助3D打印技術(shù)在加工方式方面的特點(diǎn)，能夠有效降低汽車配件生產(chǎn)過程中的材料損耗，降低由于生產(chǎn)材料造成的成本開銷[8]。通過這樣的方式，起到間接提升汽車配件生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

1.2 縮短汽車配件研發(fā)周期。對汽車3D打印技術(shù)的生產(chǎn)方式進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其可以在短時(shí)間內(nèi)時(shí)間對設(shè)計(jì)產(chǎn)品的快速生產(chǎn)，擺脫了模型對其的限制，以此帶來的最直接的影響就是可以在極大程度上縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期。對汽車配件的研發(fā)過程進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)研發(fā)周期中，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的生產(chǎn)是最為主要的環(huán)節(jié)之一，不僅如此，生產(chǎn)階段的技術(shù)限制也在一定程度上影響著具體的時(shí)間開銷。而借助3D打印技術(shù)在生產(chǎn)方式方面的特點(diǎn)，對應(yīng)的配件從開發(fā)到生產(chǎn)的時(shí)間開銷大大降低，同時(shí)也可以間接降低相關(guān)費(fèi)用投入。通過這樣的方式，可以在較大程度提高汽車配件的創(chuàng)新研發(fā)效率。

1.3 簡便復(fù)雜結(jié)構(gòu)汽車配件生產(chǎn)。對汽車3D打印技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其是借助計(jì)算機(jī)建立的模型完成對具體汽車配件的生產(chǎn)的，只需要直接打印出所需的產(chǎn)品即可。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)汽車配件而言，這一實(shí)現(xiàn)方式不僅降低了實(shí)際生產(chǎn)過程的難度，同時(shí)也可以提高對汽車配件生產(chǎn)加工的質(zhì)量，確保其具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)能夠與設(shè)計(jì)階段保持高度一致。借助這一屬性特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對不同類型汽車配件的小批量生產(chǎn)試制。

2.汽車配送需求分析

從相對宏觀的角度分析汽車配送行業(yè)，其屬于生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)范疇，對汽車配送的主要服務(wù)對象進(jìn)行分析，其涵蓋范圍較為廣泛，其中商貿(mào)流通業(yè)是最為主要的構(gòu)成部分。具體的涉及領(lǐng)域如表1所示。結(jié)合表1所示的信息可以看出，汽車配送涉及諸多不同的子行業(yè)，結(jié)合不同行業(yè)汽車配送業(yè)務(wù)客戶的實(shí)際情況以及具體要求，在配送時(shí)效、配送途中溫濕度等方面都有較為嚴(yán)格的具象化要求。

表1 汽車配送涉及行業(yè)分析

表2 汽車配送需求統(tǒng)計(jì)表

3.汽車3D打印在汽車配送領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 配送車輛零部件制造。結(jié)合上述對汽車配送任務(wù)需求的分析結(jié)果可以看出，在具體的配送過程中，受配送路線及其他客觀因素的影響，配送汽車的零部件出現(xiàn)損耗或故障是難以避免的問題之一。由于參與汽車構(gòu)成的零件種類繁多，因此，可能會(huì)存在配送汽車故障零件備貨不足的情況，由此導(dǎo)致故障車輛無法得到及時(shí)維修。針對該類情況，可以利用汽車3D打印技術(shù)執(zhí)行配送車輛零部件的制造。通過這樣的方式，最大限度縮短故障配送車輛的停運(yùn)周期，提高車輛的有效利用率。不僅如此，通過縮短汽車的停運(yùn)時(shí)長，也可以降低由此帶來的汽車配送成本。但是需要注意的是，在汽車配送行業(yè)中引進(jìn)汽車3D打印技術(shù)的前提是技術(shù)實(shí)施地與故障車輛之間的距離在合理范圍內(nèi)。對于故障汽車而言，維修階段需求的配件也可以通過遠(yuǎn)程采購的方式獲得。當(dāng)遠(yuǎn)程采購的時(shí)間成本低于汽車3D打印技術(shù)的成本時(shí)，可以有限采取更加適合的方式。

3.2 輕量化汽車配送輔助構(gòu)件制造。在汽車配送過程中，配送的貨品種類繁多，無論是在具體的形態(tài)結(jié)構(gòu)上，還是在運(yùn)輸管理要求上，都存在較大的差異。對于部分構(gòu)造較為復(fù)雜的運(yùn)輸貨品而言，保障其在汽車配送階段的安全性和穩(wěn)定性也是較大的難題之一。針對該問題，可以借助汽車3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)對汽車配送輔助構(gòu)件的輕量化制造。在具體的執(zhí)行過程中，首先掃描待運(yùn)輸貨品的外形信息，將其輸入到計(jì)算機(jī)中，再以汽車可載貨空間為基礎(chǔ)，而兩個(gè)模型進(jìn)行嵌合處理，得到以待運(yùn)輸貨品為核心的汽車配送輔助構(gòu)件，再通過汽車3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)對其的生產(chǎn)。通過這樣的方式，確保在汽車運(yùn)輸過程中，貨品可以保持穩(wěn)定，在不同行駛條件下，不會(huì)對貨品的質(zhì)量造成損壞，滿足需求方高質(zhì)量的配送要求。

3.3 復(fù)雜配送貨品固定模具制造。結(jié)合汽車配送行業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，對于易碎或易破損的配送貨品而言，需要汽車配置相應(yīng)的模具對其加以固定。這在極大程度上加大了配送的難度。不僅如此，固定模具沒有朝著簡單化的方向發(fā)展，相反地，很多固定模具的要求更加復(fù)雜，由此帶來的最直接的影響就是模具的制造要求相比以往更高，對應(yīng)的制造難度也不斷增加。針對該問題，引入汽車3D打印技術(shù)可以有效解決具有外形復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不合理特點(diǎn)的固定模具加工，在極大程度上避免了拼接、鑲嵌等制造方式導(dǎo)致的精確性無法滿足要求情況，同時(shí)也可以保障固定模具的使用壽命達(dá)到預(yù)期。一次汽車3D打印技術(shù)應(yīng)用下生產(chǎn)的固定模具可以滿足同類汽車配送貨品的長期使用需求。

4.結(jié)束語

在汽車配送領(lǐng)域，其可以在極大程度上滿足短途配送需求的時(shí)效性要求，但是受配送線路實(shí)際條件的影響，其在具體的執(zhí)行過程中也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。本文提出汽車3D打印在汽車配送領(lǐng)域中的應(yīng)用研究，在明確了汽車3D打印技術(shù)優(yōu)勢的前提下，結(jié)合汽車配送需求，分別對汽車3D打印在汽車配送領(lǐng)域零部件制造、配送輔助構(gòu)件制造和復(fù)雜配送貨品模具制造方面的應(yīng)用價(jià)值。借助本文對于汽車3D打印的應(yīng)用研究，希望其能夠在汽車配送領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用價(jià)值，助力汽車配送行業(yè)實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展。