一件156kg的3D打印模具，如何改变汽车核心部件制造？

在为全球最大汽车品牌之一制造变速箱壳体模具嵌件时，传统工艺遇到了难题

长期被信赖的“机加工+焊接+枪钻”组合不仅交付周期长，而且由于冷却不均导致模具开裂，零件性能难以满足生产需求。

为此，MacLean Additive与Fraunhofer ILT提供了新的解决方案。双方整合增材制造技术与工程经验，成功打印出一款重量156kg的压铸模具嵌件，在成本接近传统方案的同时解决了结构缺陷问题。这一产品也被认为是目前体积最大的近实心3D打印压铸工具之一，展示了大型增材制造在工业模具领域的现实价值。

该增材制造零件为压铸工具，打印时以最终零件的负模形式制造，用于塑形液态金属。本案例中，该工具用于生产丰田Yaris混合动力变速箱壳体。该壳体集成发动机、电机及动力分配装置，是整车动力系统中的关键结构件。

传统压铸模具通常通过机械加工与焊接制造，并采用枪钻工艺加工冷却通道，但这种方式难以实现均匀冷却，容易产生热应力集中与裂纹问题。

通过增材制造，MacLean-Fogg能够在模具内部构建更加优化的冷却通道，同时借助 Fraunhofer ILT 门式激光粉床熔融设备的大尺寸构建空间，大幅减少焊接需求，实现结构性能与制造效率的同步提升。

在实际应用中，该3D打印压铸工具能够有效吸收热应力，显著降低裂纹生成与扩展风险，预计可支持约120,000次生产循环。尽管制造成本略高于传统方案，但由于交付周期缩短约50%，同时焊接需求显著减少，整体经济性优势明显。

该项目也是 MacLean-Fogg与Fraunhofer首次将L-40工具钢材料与5激光门式粉床熔融系统应用于如此大尺寸工具制造，为大型工业工具增材制造提供了重要验证。未来双方计划进一步拓展至结构压铸、超大型压铸嵌件以及更多热/冷成型工具领域，探索传统制造工艺尚未覆盖的大尺寸工业应用场景。