你的汽車還未出生時，也許用到了3D打印

南極熊：目前，3D打印技術(shù)已成為汽車業(yè)的寵兒，從原型制造到工具制造，再到最終零件制造，汽車巨頭們已經(jīng)紛紛認識到了3D打印的優(yōu)勢所在，并開始運用這項技術(shù)。2017年10月27日，南極熊了解到，汽車之家發(fā)表了一篇關(guān)于3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用文章，詳細的介紹了這三個應(yīng)用點，分享給各位熊友。

正文：由于近年來開始下放到民用領(lǐng)域，3D打印技術(shù)一度成為了我們身邊的“網(wǎng)紅熱詞”，不過你可能不知道的是，這項技術(shù)已經(jīng)有30年的發(fā)展史了。并且，如今的3D打印，已經(jīng)成為了汽車制造業(yè)重點發(fā)展的技術(shù)，幫車企省下高額的成本。下面，我們就具體聊聊3D打印和它在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用。

　　△3D打印已經(jīng)有30年歷史了

印象中，3D技術(shù)似乎是近幾年才逐漸進入我們視野的。但事實上，在變成“網(wǎng)絡(luò)熱詞”之前，這項聽起來就高大上的制造技術(shù)其實已經(jīng)悶聲發(fā)展30年了。

這位偉大的父親叫Scott Crump，今天3D打印行業(yè)巨頭之一——Stratasys公司的創(chuàng)始人。小姑娘是幸福的，因為她或許沒想到，當(dāng)初面對那只坑坑洼洼的塑料青蛙時勉強擠出的笑容使她成為了富二代。

在后來的30年間，隨著材料迭代和技術(shù)革新，3D打印逐漸從商用走向民用，適用范圍也逐步擴大到電子、醫(yī)療、航天和汽車制造等領(lǐng)域。而經(jīng)過多年的商戰(zhàn)、收購、破產(chǎn)、被收購這類俗套故事之后，目前比較大的3D打印技術(shù)公司有3DSYSTEMS（美國）、Stratasys（美國）、EOS（德國）、ARcamAB（瑞士）等幾家。

3D打印和傳統(tǒng)裁切技術(shù)比怎么樣？

3D打印的優(yōu)勢

先說優(yōu)勢，就汽車制造業(yè)來說，“輕”有著不一般的價值。

此外，對于那些只需要制造幾個或是幾十個的部件來說，單獨開?？隙ㄊ遣粍澦愕模止ぶ圃飚?dāng)然是一個選擇，而如果用3D打印技術(shù)，就只需要在3D打印機中輸入設(shè)計文件，省去了開模的高昂費用，產(chǎn)品一致性也優(yōu)于手工制造，且同一臺打印機可以讀取不同的設(shè)計文件，反復(fù)使用。

3D打印的劣勢

3D打印目前的誤差還比較大，精度遠不如傳統(tǒng)開模制造的工藝，這也是3D打印行業(yè)待攻克的一個難題。另外，單一部件的制作工時長也是一大缺點，3D打印的生產(chǎn)節(jié)拍要遠低于傳統(tǒng)流水線，不利于規(guī)?；a(chǎn)。

汽車制造業(yè)用3D打印做原型

　　△原型測試

原型測試即在產(chǎn)品開發(fā)階段，利用3D打印做出原型件，模擬還未量產(chǎn)的實際零部件，并利用它進行測試和改良。目前，許多車企已經(jīng)在開發(fā)階段使用3D技術(shù)進行原型測試了。原型測試本身也分成：概念原型、設(shè)計原型、功能原型，三者對設(shè)計參數(shù)的模擬精度要求依次提高。

到了零部件的設(shè)計原型上，就需要3D打印原型的機械性能也與設(shè)計相符，對于材料的使用和工藝的要求大大提高。最后的功能原型與設(shè)計原型類似，但因為要放到整車上進行測試，對精度要求更高。

和仿真軟件類似，3D打印技術(shù)在開發(fā)中的應(yīng)用使得車企和零部件供應(yīng)商不再需要每修改一版設(shè)計，就重新進行一次開模，節(jié)省了研發(fā)成本。

生產(chǎn)工具制造

除了用于開發(fā)測試之外，由于在少量生產(chǎn)上的優(yōu)勢，3D打印還被用在制造生產(chǎn)工具上，例如貼標(biāo)機，很多人可能不知道這個東西，這里解釋一下：產(chǎn)線工人在裝配車牌架的時候并非用手裝配，而是需要把車牌架放在如下圖所示的貼標(biāo)機上，然后推著貼標(biāo)機將車牌架固定到車身上。

由于每個工廠貼標(biāo)機只需要十幾個，開模制造的均攤成本太高，如果集中制造，還需要庫存和物流成本。相比之下，目前很多車企選擇在工廠內(nèi)使用3D打印機，隨用隨打，免去了開模、庫存和物流成本，且一臺3D打印機可以制作多種類似貼標(biāo)機這類的生產(chǎn)工具。此前寶馬也利用Stratasys的3D打印機制作了400多個工裝夾具，降低了72%的重量以及58%的成本，而這個量級也是最合適使用3D打印技術(shù)的，如果再多3D打印就難以勝任了，生產(chǎn)效率和精度都沒法和傳統(tǒng)制造工藝相比。

整車和零部件制造

至于零部件，在目前的汽車制造業(yè)還極少有量產(chǎn)化的應(yīng)用。不過，業(yè)內(nèi)“玩家”的新奇嘗試可一點不少。

不過，盡管叫做全3D打印汽車（75%使用率），電機、傳動機構(gòu)等核心部件仍然是采購的，這些過于復(fù)雜的和對物理性質(zhì)要求過高的部件，顯然3D打印還難以勝任。

當(dāng)然，除了這些“概念產(chǎn)品”，蘭博基尼也曾使用3D打印制造發(fā)動機的進氣歧管，證明了其應(yīng)用于核心零部件制造的可行性。實際上，定制化的3D打印件目前就可以達到極高的機械性能，且基于獨特的制作形式，我們甚至可以認為利用3D打印制造進氣歧管的設(shè)計空間還要更高于傳統(tǒng)裁切。不過現(xiàn)階段，這樣高度定制化的3D打印產(chǎn)品背后也一定代表著不菲的成本，怕是只能符合蘭博基尼這種超跑制造商的定位了。

結(jié)語

正如上文所說的，3D打印和傳統(tǒng)開模制造各自有著明顯擅長的地方，3D打印技術(shù)適用于分布式生產(chǎn)，在開發(fā)階段和小批量制造上有著得天獨厚的優(yōu)勢，但由于其精度等劣勢，3D打印技術(shù)短時間內(nèi)還不具備取代流水線生產(chǎn)的能力。然而隨著技術(shù)的迭代，可以預(yù)見的是，未來3D打印一定會越來越多地應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域，跑馬圈地，隨著應(yīng)用的普及以及參與競爭的3D打印技術(shù)供應(yīng)商的增多，其使用成本也會隨之下降，形成一個良性循環(huán)。未來，在3D打印和傳統(tǒng)裁切兩種生產(chǎn)模式相互配合之下，進一步縮短開發(fā)周期并降低生產(chǎn)成本還是可以期待的。

（圖/文 汽車之家 鄭旭）