AM易道分享

在3D打印行業(yè)里，F(xiàn)DM做不了工程件這個認知講了許多年。

這個說法過去大體是對的。

PLA、ABS、PETG這些消費級3D打印常用材料往往耐熱不足，強度也不盡人意，更別提滿足阻燃、抗UV、耐化等工程應(yīng)用所需的特性。

顯然，F(xiàn)DM被排除在工程件賽道之外的真實原因，大多是材料特性的不足。

但今年有組值得關(guān)注的新應(yīng)用在汽車改裝店里出現(xiàn)：

一卷Fiberon? PPS-CF10耗材和一臺APlus智能制造的工業(yè)級FDM打印機為北京DGM改裝部落做出空氣懸架部件，裝在一部經(jīng)典車上。

文章結(jié)尾有完整的、包含項目細節(jié)的視頻可以看。

汽車改裝人曾嫌棄塑料件，是有他們的道理的

汽車改裝圈有一條不成文的鄙視鏈。

碳纖維、鋁合金、鋼，是上等；

塑料件長期被劃到丐版那一檔。

這個偏見不是沒來由。

普通3D打印件給改裝人的印象就是PLA、ABS曬一夏天就脆、裝在機艙附近一個月就變形、淋兩場雨就泛白。

改裝店做生意要靠口碑，誰也不敢拿這種東西裝到客戶的車上。

更別提FDM。

在大多數(shù)從業(yè)者的認知里，F(xiàn)DM干的是玩具、手板、模型；

真要做能上車的部件，非金屬要么走SLS、MJF，要么直接走金屬SLM或者直接CNC。

FDM做承重件、做關(guān)鍵件、做上車件，這事過去十年講出來，業(yè)內(nèi)人多半搖頭。

北京DGM改裝部落俱樂部 董老師嘗試FDM這條路的歷程是：

在選定Fiberon? PPS-CF10之前，他試過近10種材料。

除了看材料TDS數(shù)據(jù)表，他們更關(guān)注的是裝上車很長一段時間跑下來有沒有裂、有沒有變形、有沒有蠕變。

這是一個相當殘酷的淘汰賽。

10種材料里能選的那一個，是真正能上車的。

過去FDM上不了車，卡在材料

PLA 60度以上幾乎失去全部性能、耐候性極差；

ABS雖然能耐90-100度高溫、但想要靠近發(fā)動機等高發(fā)熱部件還遠遠不足；

PA吸濕嚴重，下雨天打印件性能易掉；

PETG做外觀件夠強，承重免談。

這些才是過去FDM被排除在工程件賽道之外的真實原因。

材料對比圖片出自Polymaker Fiberon?PPS-CF TDS

而PPS（聚苯硫醚）這種材料本身不是新東西。

它在傳統(tǒng)注塑領(lǐng)域是工業(yè)老兵，發(fā)動機艙、燃油系統(tǒng)、連接器外殼里到處都是。

問題是它過去沒有3D打印的形態(tài)，熔點高、加工難、對設(shè)備要求嚴，一直停留在工業(yè)注塑這一端。

Polymaker把這個材料加了碳纖強化做成了FDM3D打印能用的絲材。

按官方TDS數(shù)據(jù)：

Fiberon?PPS-CF10在ISO 75（0.45MPa）下熱變形溫度252.5℃；

X-Y方向彎曲模量4646.9MPa、拉伸模量5446.7MPa；

密度1.29g/cm3；

阻燃按UL94標準（1.5mm）測試達V0等級。

圖片出自Polymaker Fiberon?PPS-CF TDS

這些數(shù)字單看是枯燥的。

換成改裝場景的語言就是：

支架裝在汽車，夏天連續(xù)高速下零件溫度可能突破150℃，F(xiàn)iberon? PPS-CF10的252.5℃熱變形溫度足以滿足機艙內(nèi)應(yīng)用；

而底盤件常常面對機油、剎車油、雨水酸性物質(zhì)里，PPS本身就是化工管道的常用材料，能抗�。�

空氣懸架是承重件，X-Y方向拉伸模量5.4GPa超過PEEK基礎(chǔ)值，剛性夠；

密度1.29g/cm3比鋁輕一半還多，比鋼輕六倍，有減重價值；

阻燃UL 94 V0標準，汽車行業(yè)應(yīng)用大多對阻燃有要求。

參數(shù)對得上專業(yè)的改裝場景的具體需求。

這是Fiberon?PPS-CF在汽車改裝的材料淘汰賽里活下來的根本原因。

AM易道測試：一把噴槍和一支熱風槍

材料數(shù)據(jù)之外，我們直接拿來用最直觀的方式測。

打印后的尺寸穩(wěn)定性不錯（設(shè)計30mm邊長）：

而耐熱用熱風槍和噴槍同時對著Fiberon? PPS-CF10和PETG對比打印件噴。

下圖應(yīng)該看得很清楚。

PETG（綠色）很快就開始軟化、塌陷、明顯形變；

Fiberon?PPS-CF10（黑色）相比還很堅挺。

而火焰噴槍的對比測試更直觀的顯示了這個材料的阻燃性：

這種測試當然在材料工程師眼里不嚴謹。

溫度沒量化、加熱時間沒控制、火焰距離沒標定。

但我們從Polymaker的其他資料里面發(fā)現(xiàn)他們做過類似的專業(yè)測試，和我們的直觀測試是吻合的。

加上這個材料的聲學(xué)特質(zhì)，敲起來跟金屬一個調(diào)子。

這是另一組感官證據(jù)，對應(yīng)的TDS指標是高剛性、高密度填充、低空隙率。

對終端用戶來說，聽到那個叮的一聲的金屬感聲音更有踏實感。

三天，從車身掃描到上路飛馳
有了能上車的材料，下一道關(guān)是工藝能不能跟上。
北京DGM改裝部落這次用的設(shè)備是APLUS智能制造的Blast 2工業(yè)級FDM 3D打印機，成型尺寸400mm×500mm×420mm。

整個汽車空氣懸架改裝流程被壓在了72小時之內(nèi)，按天看是這樣的：

第一天：三維掃描車身關(guān)鍵位，把空懸安裝位的幾何數(shù)據(jù)抓下來，做拓撲優(yōu)化和結(jié)構(gòu)建模。

第二天：打印支架開始一體成型。

第三天：后處理、精密裝配，直接裝車，奔赴測試場嚴苛路測。

72小時，從一輛車的掃描數(shù)據(jù)到這輛車在路上跑。

具體的掃描、打印、裝車、路測畫面，文末視頻里看得最清楚。

汽車后市場的敏捷要求

汽車后市場過去只有兩條工藝路徑。

老師傅純手工敲打和切削、或者開模具批量注塑。

這兩條路把絕大多數(shù)小批量定制需求擠了出去。

經(jīng)典車復(fù)刻、老車修復(fù)、改裝定制、小眾車型零件，這些場景的共同特征是單件或小批量，零件幾何復(fù)雜，原廠早已停產(chǎn)。

手工做單價高得離譜、精度還不穩(wěn)定，開模注塑光是模具費就把項目勸退了。

3D打印進入這個生態(tài)位是順理成章的，過去缺的就是上得了車的材料。

Fiberon?PPS-CF10把這個空缺補上之后，【設(shè)計-打印-上車】能閉環(huán)。

視頻里那臺A+Plus工業(yè)級FDM打印機用了兩個月，很穩(wěn)定。

這個反饋對改裝店運營很關(guān)鍵，設(shè)備穩(wěn)定性強，好的材料才能有用武之地。

打印機和材料是一個組合命題，缺一不可。

A+Plus創(chuàng)始人黃衛(wèi)星把這件事概括為"工業(yè)級FDM設(shè)備疊加高性能材料，給汽車后市場提供敏捷制造的新方式"。

落到改裝店的真實賬面來看，原來3個月才能交付的小批量定制件現(xiàn)在3天就能交。

原來一套模具的固定成本現(xiàn)在變成經(jīng)濟的材料成本，原來只接量產(chǎn)訂單的供應(yīng)鏈開始能服務(wù)單件需求。

對一個改裝店老板來說，這意味著以前推掉的活現(xiàn)在能接，以前賺不到的錢現(xiàn)在能賺。

好故事的另一面

到這里如果只講技術(shù)的勝利，那就成軟文了。

還有幾件事還需要注意。

Fiberon? PPS-CF10對設(shè)備有最低門檻，熱端必須310℃以上、必須用硬化噴嘴。

這些條件在A+Plus Blast2這種工業(yè)級FDM上不是問題，但在桌面機上是真問題。

價格也是變量。

在Polymaker某貓旗艦店0.5kg賣371元。

硬核的材料自然比普通材料貴，比較適合有工程需求的專業(yè)用戶使用。

材料合規(guī)是慢工夫。

Fiberon? PPS-CF10在TDS里標注UL94 V0（1.5mm）測試達標，但更多的汽車行業(yè)需要的認證我們還沒見到。

這不影響改裝店用，但影響它進入主機廠供應(yīng)鏈，如果未來主機廠也自己做后市場生意的話。

所以這個案例我們認為，最實在的價值不是3D打印替代了金屬件。

AM易道的判斷是，FDM加上工程級材料，第一次合理地、穩(wěn)定地嵌進了汽車后市場的工藝生態(tài)。

FDM干不了工程件這個判斷過去大體是對的，但今天它在汽車后市場這種場景里開始局部打臉。

這件事對做后市場零部件供應(yīng)的、有改裝店或維修店渠道的、手里握著工業(yè)級FDM設(shè)備產(chǎn)能的、做經(jīng)典車復(fù)刻和老車修復(fù)的小眾玩家都是機會。

值得深耕。

對Polymaker來說，我們認為本文的案例繼續(xù)證明了Fiberon產(chǎn)品系列的方法論是成立的。

對行業(yè)來說，能把已有的優(yōu)秀材料推進到更多場景是每個人喜聞樂見的。

汽車改裝是第一個，下一個在哪兒，我們將與Polymaker一同持續(xù)關(guān)注。