SOLIZE和HP合作利用3D打印技术提供Nissan停产零件

导读：3D打印技术，因为设计自由度和简单的生产流程，逐渐有取代传统制造的趋势。各公司逐渐引入3D打印机以替代传统、过时的生产线来制造停产零件。

△Nissan NISMO

南极熊了解到，日本SOLIZE和美国HP于2021年3月15日正式宣布将继续保持合作关系，以推进数字制造。同时，两家公司还宣布将联合开发和按需生产Nissan的NISMO Heritage Part计划中的停产替换零件，本次合作首度为NISMO爱好者提供设计和制造3D打印零件。

△Skyline GT-R（1989：BNR32）

在与Nissan合作确定3D生产的最佳零件之后，SOLIZE随后与HP合作，利用HP的Multi Jet Fusion平台提供的先进功能来优化设计和制造高质量的商业零件。目前，两家公司将会使用3D打印进行修复的第一部分是R32Nissan Skyline GT-R的线束保护器的塑料部分。这款零件使用HP HighReusability PA 11生产，产品具有很高的机械性能和设计灵活性。

△使用HP High Reusability PA 11生产的零件，具有很高的机械性能和设计灵活性

重建可持续生产供应链

为了方便维修和零件更换，汽车制造商需要在较长的时间内为产品提供零件更换。为停产、升级或大修的车辆生产或存储零件非常具有挑战性且成本昂贵，因为制造商必须保留模具并管理库存和物流。数字制造和3D打印可建设虚拟数据库存实现灵活的设计和及时的3D生产，从而满足复杂零件的需求，同时降低成本。此外，可持续的按需3D生产有助于减少整个产品生命周期中的工业废物和二氧化碳排放。惠普公司3D打印和数字制造全球商业业务主管乔恩·韦恩称，数字制造是一种可行的长期解决方案，可用于加速生产、转变供应链并激活汽车等行业。两家公司还将致力于帮助企业通过可持续的数字化生产方式转变原有的传统制造模式。

关于SOLIZE

自1990年代3D CAD诞生以来，SOLIZE一直是数字工程技术的领导者，当时它开始使用3D打印机进行快速模板制作和3D建模，并提供3D CAD工程师培训和3D CAD工程服务。目前，SOLIZE提供用于产品设计和分析的3D CAD / CAE工程服务，用于模型开发的MBD工程服务，用于生产模板的3D打印工程服务，以及使用增材制造（金属和塑料）的小批量量产产品工业增材制造设备和创新工程服务的销售。将隐性知识转化为形式知识的来改革客户的业务和/或开发流程。

HP的Multi Jet Fusion技术

HP Multi Jet Fusion技术建立在惠普数十年来在喷墨打印、可喷射材料、精密低成本机械、材料科学和成像技术上的投资基础上。借助定制材料和创新技术，快速打印和固化大面积工作区域。HPMulti Jet Fusion在构建速度以及对零件和材料属性的控制方面具有优势，这是其他3D打印工艺无法提供的。通过使用HP打印头喷射HP功能剂，可以对工作区域中的材料进行逐点融合、详细处理和转换。

△HP Multi Jet Fusion technology

1. 同步、可扩展的架构，可实现高生产率

HP Multi Jet Fusion技术的一项关键创新是高速，同步的体系结构，可逐层构建零件。如图1所示，双滑架沿垂直方向扫描整个工作区域：一个滑架用新鲜的材料重新涂覆工作区域，另一个滑架打印HP功能剂并熔化打印区域。这将重涂和印刷/定影过程分开，以便可以针对性能，可靠性和生产率分别优化每个过程。

△图1.HP Multi Jet Fusion同步打印架构示意图

在HP Jet Fusion 3D打印机中，一部分或一组零件是在HPJet Fusion 3D构建单元内部的工作区域上逐层构建的。作业完成后，将构建单元滚动到HP JetFusion处理站中，以进行冷却，拆开部件包装，并恢复和刷新构建材料。在完成这些过程后，可以将已被HP JetFusion处理站更新的构建单元回滚到打印机中以进行连续生产。构建单元的深度和工作区域决定了可以生产的最大零件的尺寸。HPMulti Jet Fusion技术使用可扩展的HP热喷墨技术，通过在扫描的整个宽度上堆叠打印头来制作不同宽度的打印条。正因为这项功能，使HP可以将2D打印解决方案从电脑扩展到打印机上，HP可以创建一系列具有不同尺寸工作区域的HP Jet Fusion 3D打印机。HP打印头还可以沿扫描方向堆叠，以增加更多喷嘴的速度、功能和喷嘴冗余性，从而获得可靠的打印质量。

2. 采用HP Multi Jet Fusion技术打印部件

打印过程是在整个工作区域上铺一层薄粉状材料。例如，在图1中，材料涂覆机托架从上到下扫描。接下来，带有HP热端（打印头）阵列和材料的打印和定影滑架从右到左扫描整个工作区域。可在打印前立即对工作区域进行预热，以在打印每一层时提供一致且准确的温度控制。打印头可以在精确的位置上将功能剂打印到材料上，以定义零件的几何形状及其特性。滑架从左到右返回以融合刚刚打印的区域。

扫描结束时，供料箱将新鲜的涂料重新填充到涂布机中，并且维修站可以根据需要测试、清洁和维修打印和定影滑架上的打印头，以确保可靠的操作。完成每一层后，工作区域的表面缩回约一张办公纸的厚度，并且材料涂覆机滑架沿相反方向进行扫描，以实现最佳生产率。这一过程逐层继续进行，直到在构建单元中形成一个完整的零件或一组零件

3. 熔融和细化剂

使用HP Multi Jet Fusion时，零件的每一层都由被未融合粉末包围。 HP 3D高循环性打印材料旨在最大程度地减少粉末浪费，并且可以在以后的版本中重新使用。剩余粉末的可重复使用率取决于HP3D打印机。为了获得较高的强度和表面质量，重要的是，新层应结合到其下面的任何先前熔合的材料上，并且边缘要平滑且轮廓分明。 这是通过HP打印头阵列应用的多种试剂来完成的。 图2是图1中描述的过程的特写视图。

图2.HP Multi Jet Fusion打印过程的示意图，剖视图

这一过程首先在整个工作区域上以薄层重新涂覆材料，如图2a所示。图2b-d表示在第一次打印和定影滑架扫描时发生的情况。测量了整个工作区域中多个点的温度，在图2b中，将能量施加到了新鲜层上，在即将使用印刷剂之前控制材料温度。在图2c中，有选择地印刷了定影剂（“F”），其中颗粒将被融合在一起。在图2d中，有选择地印刷了细化剂（“D”），其中融合作用将被减少或放大。在此示例中，细化剂减少了边界处的熔合，从而生产出具有锋利且平滑边缘的零件。在图2e中，材料暴露在熔化能量下，所选区域融合。如果这层在上一个循环中被熔化，则熔化的材料将粘结到下面的层。

因为HP Multi Jet Fusion技术可生产Z轴拉伸强度与X和Y平面上拉伸强度相当的零件，所以它克服了某些其他3D打印技术中Z轴强度降低的局限性。图2f显示了零件边缘的熔合和未熔合区域。然后，工作区将缩回，以准备下一次重新涂装、打印和定影周期。图2是HP Multi Jet Fusion技术中各处理步骤的总览。在特定的HPJet Fusion 3D打印机中，可以重新排列步骤的顺序，并且可以在打印过程中应用其他代理（转换代理）。

参考阅读：

1．SOLIZE and HP enable 3D productionof replacement NISMO heritage parts

https://www.3dprintingmedia.network/solize-and-hp-enable-sustainable-3d-production-of-replacement-nismo-heritage-parts/

2. SOLIZE and HP Enable Sustainable 3D Production ofReplacement NISMO Heritage Parts

https://www.solize.com/en/news/2021/0316/

3. HP Multi Jet Fusion technology

https://www8.hp.com/us/en/printers/3d-printers/products/multi-jet-technology.html