博世旗下的制造咨询部门博世工业咨询（Bosch Industry Consulting）与德国金属3D打印机制造商尼康SLM解决方案（Nikon SLM Solutions）合作，在德国纽伦堡的博世增材解决方案中心（Bosch Additive Solution Center），使用NXG XII 600金属增材制造系统，将完整的V8发动机缸体打印为单一的铝制零件。该缸体采用AlSi10Mg材料制造，这是一种用于结构汽车部件的标准铝合金，并且是在无需工装或铸造的情况下生产的。尼康SLM解决方案表示，这种规模和复杂度标志着增材制造正“进入复杂、高价值的汽车应用领域，在那里它可以真正与传统制造方法竞争并互补”。
V8发动机缸体。图片由Nikon SLM Solutions提供
无工装，无铸造
此次制造展示了增材制造从汽车生产方程式中消除了什么。一个铸造缸体通常需要耗时数周或数月的工装开发与验证才能开始生产，任何设计变更都会迫使工装修改，从而增加成本和延误。铸造也限制了零件所能达到的几何形状。增材制造生产缸体则消除了这两个限制。零件直接从数字文件构建，无需工装，也没有铸造的交付周期，能够实现铸造在经济上无法实现的几何形状，包括集成冷却通道、拓扑优化结构以及整合的多组件装配体。减重是该方案最直接的好处之一。通过应用增材制造设计（DfAM）原则，仅在结构分析显示需要的位置放置材料，制造出比铸造件更轻且不牺牲性能的部件。公司认为，这一优势在赛车运动和高性能动力总成应用中是一个真正的竞争优势。
零件背后的工作流程
尼康SLM解决方案在该项目中的角色不仅限于提供NXG XII 600硬件。该公司表示，其贡献涵盖了材料开发与鉴定、工艺参数优化、数据准备与质量保证软件、应用工程以及持续的过程支持。对于V8缸体这样庞大而复杂的部件，全流程的参与是必要的：工艺参数必须针对特定合金和几何形状进行调整，应用DfAM专业知识以优化设计，并使用质量保证系统在整个生产过程中验证制造过程。博世工业咨询则为该项目贡献了数十年的汽车制造知识。两家公司表示，将特定领域的应用专业知识与深厚的增材制造工艺知识相结合，才使这次制造成为可能，并且这也是将一次性示范项目转化为可重复生产所需的更广泛条件。
V8缸体并非NXG XII 600系统上的首个汽车项目。Fundamental Motorsports曾使用同一系统为越野赛车生产了一体式IN718减震器外壳，将传统上需要多个部件的零件整合为一个带有集成旁通通道和冷却结构的设计。该重新设计减轻了重量，改善了热性能，并在极限赛车载荷下提高了可靠性。尼康SLM解决方案将此项目视为该平台不仅适用于几何复杂性，还能满足极端耐久性和散热需求的证据。
一级供应商推动金属增材制造的汽车领域发展
汽车供应链层级分明，成品车的大部分内容来自一级和二级供应商，而非原始设备制造商（OEM）本身。这意味着增材制造进入主流汽车生产的路径是通过供应商网络，而非仅仅通过汽车制造商的研发中心。V8缸体项目正是基于这一战略。博世在其纽伦堡工厂配备了相同的NXG XII 600系统，使其成为欧洲首家以这种规模运行金属增材制造的一级汽车供应商。
其他汽车制造商也在遵循类似的供应商整合逻辑。捷豹路虎（Jaguar Land Rover）已表示，它通过一级供应商采购金属增材制造零件，用于揽胜运动版SV 460的后排桌等小批量部件，同时正致力于更高批量的应用。
此外，本田（Honda）将激光粉末床熔融（LPBF）技术融入其现有工作流程，使用尼康SLM解决方案的系统为Oracle Red Bull Racing的一级方程式赛车生产活塞和涡轮壳体等部件。本田在此的角色是动力总成合作伙伴，而非传统的一级供应商，但这同样说明了相同的方向：金属增材制造在汽车领域的立足点，正越来越多地通过应用层面的、供应商级别的生产来实现，而不仅仅是孤立的OEM原型制造。
来源：中国3D打印网编译文章！
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