【案例研究】米其林如何用SLM金屬3D打印制作輪胎模具

早在十年前米其林輪胎便已經開始探索金屬3D打印在輪胎模具方面應用的可能性。前期的鋪墊并非白忙一場，2015年九月，米其林輪胎宣布跟Fives Group集團合資成立一個致力于“制造工業(yè)級別且傳統(tǒng)加工無法完成的輪胎模具零件”的新公司。

受米其林輪胎的影響，不少輪胎模具的制造廠商也紛紛將目光投向日漸火熱的金屬3D打印行業(yè)尋求新的解決方案。輪胎制作工藝的最后一步是在閉合模具中對輪胎進行硫化，硫化可以賦予橡膠彈性，模具則負責給橡膠塑形，最后成為我們日常所見的輪胎。輪胎公司通常會將模具這部分外包給指定的模具制造公司完成。

如圖是傳統(tǒng)CNC加工的幾個主要步驟：
將鋁塊的輪廓銑削成所需的形狀和曲面；
然后在上面制造溝槽以便后期將輪胎溝槽的模具手動插入；
最后將插入的模具與底部通過激光束焊接制成完整的模具。

在圖中所展示的模具可以做出至少四種輪胎溝壑的花紋，然而當花紋變得多而復雜的時候，模具的制造不僅變得困難而且耗費的人力和時間也大幅增加。

金屬3D打印可以制造出傳統(tǒng)方式很難加工的小而復雜的模具，而且從設計到打印生產出來的周期比傳統(tǒng)的建模轉CNC的周期短，可以更快地研制新模具新紋路。同時，這些模具廠商對于3D打印的態(tài)度還是比較謹慎的，關于模具表面質量、模具圓度、打印速度、打印過程穩(wěn)定性以及激光燒結是否會造成金屬件內部結構缺陷等問題的探討一直都沒有停止過。

全球領先的3D金屬打印公司SLM Solutions的全球業(yè)務發(fā)展主管Ralf Frohwerk 先生一直在關注、促進金屬3D打印在輪胎模具方面的應用。他認為，盡管超高精度與高表面質量要求是增材制造的最大挑戰(zhàn)，但對于結構復雜的輪胎比如雪地輪胎來說，金屬3D打印將會成為很好的解決方案。

如今，作為金屬3D打印中的高端品牌，SLM Solutions金屬3D打印機已經成功打印出了最薄處厚度只有0.3mm的鋼輪胎模具，免去了沖壓、折彎這些價格不菲的工藝，同時還省去了人工安裝和焊接的成本。

下圖中展示的便是SLM Solutions打印出的輪胎模具，外層是一個鋁制的機加工的支撐外殼用以提供足夠的強度、穩(wěn)定性以及圓度，內部是金屬打印的模具部分，出于成本的考慮，這部分會在保證模具本身強度的同時盡量做得越輕越薄。

Frohwerk樂觀地看待了關于金屬3D打印技術在打印成型精度方面的不足，他說“我們在過去三年里完成了很多令人矚目的進步和成就”，SLM Solutions提供的打印精度已經是金屬3D打印行業(yè)中的佼佼者。可以期待的是，金屬增材制造技術將會在不遠的未來進一步發(fā)展同時減少后續(xù)加工的需求。

更多有關于SLM Solution的技術詳情請致電SLM Solutions國內首家簽約代理商----三的部落，咨詢熱線400-690-7753�。ㄙY料編譯整理：三的部落MR.CAI）

參考資料：Dr Georg Schlieper, MetalAdditive Manufacturing gains ground in the tyre industry [J], MetalAdditive Manufacturing | Summer 2017, Vol 3 No. 2: 81 - 86.

來源：三的部落