丰田欧洲部署全球最大3D打印压铸模具嵌块用于汽车制造

麦凯莱-福格公司（MFC）与弗劳恩霍夫激光技术研究所（Fraunhofer ILT）在汽车行业增材制造领域达成新里程碑：为丰田欧洲雅力士混动变速箱壳体制造出全球最大的3D打印近实体压铸模具嵌块，重量达350磅（约159公斤）。

突破汽车模具规模极限
该压铸件为随形冷却嵌块，采用弗劳恩霍夫ILT的门式多激光器激光粉末床熔融（LPBF）设备，结合麦凯莱-福格的L-40模具钢粉末制造。为满足丰田成本目标，项目团队采用了混合制造工艺。

丰田欧洲的Magdalena Coventry与Andrew Willett在联合声明中表示：采用L-40模具钢粉末的门式打印技术，为规模化增材制造开辟了前景广阔的路径。这种工艺释放了金属3D打印在缩短交付周期、实现敏捷制造的潜力——尤其在保障世界级嵌块性能、延长维护周期及优化成本结构方面表现卓越。我们为能站在快速发展的增材制造创新前沿而感到振奋。

面向汽车制造的先进材料
麦凯莱-福格公司专为LPBF工艺研发的L-40粉末材料，能实现高硬度与高韧性的统一，即使在中等预热温度下打印也能有效抑制裂纹形成与扩展。与传统模具钢相比，L-40还降低了对复杂后构建热处理的需求，进一步缩短产品上市周期。其附加优势包括：
• 显著减轻铝材与模具表面的焊合现象
• 使用寿命达到传统铝压铸模具嵌块的约两倍
• 整体模具维护需求更低
• 高可持续性：不含钴元素且镍含量极低

麦凯莱-福格公司产品开发总监Harald Lemke表示：丰田提出将L-40材料应用于大型模具嵌块的挑战性需求，这令人振奋。随着构件尺寸增大，我们必须攻克诸如确保稳定气流条件等规模化难题。

3D打印在汽车行业影响力持续增强
3D打印技术正于汽车行业呈现强劲增长态势，市场预测数据显示其规模将显著扩张。据MarketsandMarkets预测，全球汽车3D打印市场预计将从2025年的约43.5亿美元增长至2034年的256.1亿美元，复合年增长率超过22%。

这一增长由多重因素驱动。制造商日益采用增材制造技术实现汽车轻量化，以提升燃油效率并降低排放。该技术能制造传统方法无法实现的复杂几何结构，其定制化能力也推动着应用普及，支持个性化零部件与小批量生产。

除最初的原型制造应用外，汽车企业现正将3D打印技术扩展至工装夹具、检测治具及最终使用部件领域。通过实现按需本地化生产，该技术有效优化供应链，降低库存成本并缩短上市周期。随着可持续性要求日益严格，3D打印相较于减材制造大幅减少材料浪费的特点，进一步巩固了其在汽车制造战略中的地位。

新一代3D打印平台
ILT采用其门式五激光器LPBF系统满足丰田需求，该系统可加工边长超50厘米的部件，腔体温度最高达200°C。“这正是我们开发门式系统的动机所在，”ILT团队负责人Niklas Prätzsch表示，“L-40材料的独特性能使我们在较低温度下实现大型模具嵌块的增材制造，同时保障品质。”

凭借此次成功实践，ILT与麦凯莱-福格计划将该技术扩展至结构件压铸、超大型铸造模具嵌块等传统粉末尚未验证的大型热/冷成型工具领域。这些探索完全契合汽车行业轻量化、缩短研发周期及增强本地供应链韧性的宏观趋势。