汽車工業(yè)的快速發(fā)展，給人們帶來(lái)交通便利的同時(shí)也面臨著環(huán)境污染和能源緊缺等問(wèn)題，這些問(wèn)題使汽車的節(jié)能減排工作迫在眉睫。
3d打印可以降低石油等不可再生能源的消耗，當(dāng)然汽車輕量化是節(jié)能減排的手段之一，而實(shí)現(xiàn)汽車輕量化主要有兩種途徑，一種是對(duì)汽車零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，另一種則是通過(guò)輕質(zhì)高強(qiáng)度的材料替代傳統(tǒng)材料，碳纖維復(fù)合材料就是一種高強(qiáng)度的輕量化材料，近年來(lái)在汽車應(yīng)用中得到了快速發(fā)展。
-重復(fù)以上步驟，直到3D模型的每一層都完成打印
通過(guò)McorTechnologies研發(fā)的彩色墨水，McorARKe3D打印機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)彩色3D打印功能。由于打印材料是普通的辦公用紙和環(huán)保的粘合劑，打印成本低，打印出的模型細(xì)節(jié)精良，McorARKe3D打印機(jī)已被汽車制造用戶用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)驗(yàn)證和快速原型。不過(guò)本田通過(guò)McorARKe3D打印機(jī)制造碳纖維復(fù)合零部件的模具，讓這種紙張3D打印技術(shù)的應(yīng)用超越了原型，走向產(chǎn)品的快速制造領(lǐng)域。
通常進(jìn)行碳纖維復(fù)合零部件制造的方法是，首先使用數(shù)控機(jī)床切削出零件的金屬模具，將碳纖維材料坯料被鋪疊在附有脫模劑的模具表面，然后經(jīng)過(guò)多孔防粘布(膜)、吸膠氈、透氣氈覆蓋等處理步驟之后放在熱壓罐內(nèi)，在一定溫度和壓力下完成固化過(guò)程。
金屬模具的制造周期較長(zhǎng)，成本較高。基于這一點(diǎn)，本田開(kāi)始借助SDL紙張3D打印技術(shù)這種成本低、生產(chǎn)周期短的技術(shù)制造碳纖維復(fù)合零部件的模具。那么，這些由柔軟的紙張制造的模具是否能夠經(jīng)受住后續(xù)碳纖維復(fù)合材料成型工藝的考驗(yàn)?zāi)兀?br />
本田與McorTechnologies公司進(jìn)行了一年的探索，結(jié)果表明打印紙張?jiān)诮?jīng)過(guò)逐層粘合和壓縮之后變得非常堅(jiān)固，與單張紙張具有完全不同的力學(xué)屬性，同時(shí)由于紙張屬于非晶體材料，不會(huì)像塑料那樣預(yù)高溫后發(fā)生熔化，所以紙張3D打印的模具可以長(zhǎng)時(shí)間處于高溫和壓力環(huán)境下而不發(fā)生變形。在探索實(shí)踐中，紙張3D打印模具在碳纖維材料成型工藝中所處的環(huán)境是135°C高溫和50萬(wàn)帕壓力。
由于打印機(jī)的硬質(zhì)合金刀片在打印過(guò)程中對(duì)每一層的打印形狀進(jìn)行了精確的切割，紙張3D打印模具具有高尺寸精度，這也將為最終的碳纖維零部件帶來(lái)較高的尺寸精度。為方便成型后的零部件進(jìn)行脫模，可以在紙張3D打印模具的表面涂覆脫模劑量。由于紙張模具在這些工藝中發(fā)生的改變較小，如有必要的話模具可被重復(fù)利用。