如今，汽車是我們生活中不可或缺的一部分，在享受其給我們帶來的各種便利時，有沒有思考過，當(dāng)3D打印走進(jìn)汽車車間，兩者會碰撞出什么樣的火花呢？

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長期以來，作為快速成型的工具，汽車行業(yè)引領(lǐng)高端3D打印機(jī)和材料銷售。通過削減設(shè)計成本和時段，3D打印對汽車設(shè)計做出了重大貢獻(xiàn)。

汽車工業(yè)處于不斷變化之中。汽油價格的大幅波動，以及環(huán)境和政治方面的壓力，都對該行業(yè)保持耗油的運動型多用途車與輕型電動汽車之間的經(jīng)濟(jì)平衡性構(gòu)成了挑戰(zhàn)。共享出行和股權(quán)商業(yè)模式發(fā)展加快，技術(shù)飛躍已經(jīng)將自動駕駛汽車納入正規(guī)，改變了我們對汽車的看法。汽車制造商必須適應(yīng)這種變化，同時也要盡量降低生產(chǎn)成本。

 

向大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)型

近年來，3D打印的技術(shù)主張已經(jīng)從傳統(tǒng)的快速成型技術(shù)大幅擴(kuò)展到生產(chǎn)系列生產(chǎn)部件。汽車公司開始創(chuàng)作定制的工具，以提高工廠車間的生產(chǎn)效率。定制工具成為3D打印在當(dāng)今汽車領(lǐng)域重要的新興應(yīng)用之一。

 

例如，沃爾沃卡車公司已經(jīng)采用FDM 3D打印技術(shù)，為生產(chǎn)線設(shè)計了耐用而輕便的夾鉗、夾具、支架和工具架。代替了金屬工具的3D印刷定制工具，能夠直接應(yīng)用于工廠車間，3D打印工具的成本可以低至1歐元/立方厘米 — 而利用金屬制作同一個部件的成本為100歐元/立方厘米。至關(guān)重要的是，沃爾沃卡車公司將傳統(tǒng)金屬所制工具的設(shè)計和制造時間從36天縮短到僅僅兩天。

 

制作輕型作品

3D打印的材料開發(fā)是一個持續(xù)不斷的過程，工程師們致力于提高燃料曝露的耐化學(xué)性，并優(yōu)化韌性、延展性和剛性等，以達(dá)到良好的耐久性。引進(jìn)新材料，例如碳纖維加固材料，使新型應(yīng)用成為可能。如3D打印中的此類復(fù)合材料具備了金屬強(qiáng)度，以及塑料輕質(zhì)感。

汽車市場的司機(jī)處境艱難，他們對燃油效率的需求不會消失。無論是由于更高的燃油里程或更長的電池壽命，輕型汽車需要更少的能源。3D打印不僅可以為我們提供輕質(zhì)部件，還通過復(fù)雜的幾何設(shè)計優(yōu)化了性能-重量比，這是其他技術(shù)無法做到的。

 

分散生產(chǎn)

另一種減少環(huán)境影響和降低生產(chǎn)成本的方法是分散生產(chǎn)。3D打印便可以做到這一點，同時保持集中協(xié)調(diào)。

如今，如果制造商打算在兩個地點生產(chǎn)同一輛汽車，那么在每個地點所生產(chǎn)的汽車的設(shè)計和部件基本上一致，但加工和生產(chǎn)過程往往是不同的。這對制造商來說是一種風(fēng)險，但目前已被接受。同時這一過程十分低效，因為兩個獨立的工具提供商可以為同一個裝配夾具提供不同的設(shè)計。具備數(shù)字化集中和物理化分散的能力，可以創(chuàng)建有效的夾具，然后通過CAD文件將其分發(fā)到全世界。在不存在本地化低效風(fēng)險的情況下，制造商從分散的供應(yīng)鏈中獲益。

 

快速定制

截然相反，豪華汽車和摩托車經(jīng)常需要定制部件。這些部件由于產(chǎn)量低而價格昂貴，并且完全是定制的。能夠在不使用硬質(zhì)模具的情況下打印出定制的部件，以減少投資并加快生產(chǎn)速度 — 這對賽車工程師來說是絕對必要的。

Formula 1 團(tuán)隊McLaren強(qiáng)調(diào)了這一點。在上屆Grand Prix賽季期間，McLaren利用3D打印技術(shù)，用了不到兩周的時間制造了全新的賽車翼，并使用3D打印模具來制造機(jī)翼的形狀。同樣地，在IndyCar和NASCAR運動項目中，Penske團(tuán)隊利用增材制造，打印母模和直接模具，這使得生產(chǎn)時間減少了大約70%。

蘭博基尼還利用3D打印技術(shù)制造出了高強(qiáng)度的生產(chǎn)部件，這些部件的硬度足以承受高速賽車的沖擊，并且在時間緊迫的情況下制造出了復(fù)雜的幾何形狀。蘭博基尼技術(shù)部門已經(jīng)證明了3D打印在印刷生產(chǎn)零件方面的價值，并利用該技術(shù)制作了比例模型和先進(jìn)的功能原型部件，用于設(shè)計驗證。

 

下一步目標(biāo)是什么呢？

從歷史上看，定制部件幾乎專門僅限于豪華汽車和賽車，但在過去10年里，特別版和限量版汽車變得越來越普遍。雖然大規(guī)模生產(chǎn)效率仍然推動著這些車輛上的大多數(shù)通用組件，但由于3D打印，這些特定生產(chǎn)車輛的樣式、個性化和獨到之處變得更加經(jīng)濟(jì)實惠。

未來的汽車會是什么樣子？樣式一定是無窮無盡的，我們將會看到各種各樣的功能汽車配置各種內(nèi)部服務(wù)。更多的靈活性和更多的選擇意味著大規(guī)模定制而不是大規(guī)模生產(chǎn)。這顯然適合于3D打印。