3D打印技術(shù)在汽車(chē)零部件領(lǐng)域更廣泛地應(yīng)用已成大勢(shì)所趨。有人說(shuō)，它將是汽車(chē)行業(yè)的一次重大突破，極有可能顛覆傳統(tǒng)的“四大工藝”。如今，理想似乎正一寸寸地照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。隨著“工業(yè)4.0概念”的不斷拋出，3D打印作為該革命技術(shù)支持的核心之一，近年再次被推到市場(chǎng)的風(fēng)口浪尖，已經(jīng)運(yùn)用于多個(gè)行業(yè)。而制造業(yè)的驕子－汽車(chē)及零部件制造則是3D打印技術(shù)重點(diǎn)推廣領(lǐng)域。但是汽車(chē)輕量化是長(zhǎng)期趨勢(shì)，傳統(tǒng)汽車(chē)方面，汽車(chē)輕量化是節(jié)能降耗的必由之路。

相比傳統(tǒng)制造工藝，3D打印能為汽車(chē)制造業(yè)帶來(lái)什么

在設(shè)計(jì)方面

       利用3D打印技術(shù)，可以在數(shù)小時(shí)或數(shù)天內(nèi)制作出概念模型，由于3D打印的快速成型特性，汽車(chē)廠商可以應(yīng)用于汽車(chē)外形設(shè)計(jì)的研發(fā)。相較傳統(tǒng)的手工制作油泥模型，3D打印能更精確地將3D設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)換成實(shí)物，而且時(shí)間更短，提高汽車(chē)設(shè)計(jì)層面的生產(chǎn)效率。目前許多廠商已經(jīng)在設(shè)計(jì)方面開(kāi)始利用3D打印技術(shù)，比如寶馬、奔馳設(shè)計(jì)中心。

在材料方面

3D打印允許多樣的材料選擇，不同的機(jī)械性能以及精準(zhǔn)的功能性原型制作，讓制造商在前期可以隨時(shí)修正錯(cuò)誤并完善設(shè)計(jì)，使得錯(cuò)誤成本最小化。

在工裝夾具方面

3D打印技術(shù)提供了一種快速準(zhǔn)確的方法，大幅降低了工具生產(chǎn)的成本和時(shí)間。因而，汽車(chē)制造商迅速在產(chǎn)能、效率和質(zhì)量上都得到提升。

而針對(duì)生產(chǎn)工具，例如水溶型內(nèi)芯、碳纖維包裹、注塑成型等3D打印的應(yīng)用，有助企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速小批量工具定制、降低成本并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

在最終使用部件制造中

汽車(chē)制造商借助3D打印技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)小批量定制部件和生產(chǎn)自動(dòng)化，并且可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)形狀、中空和負(fù)拉伸等復(fù)雜幾何形狀的創(chuàng)建和制造。3D打印能夠快速制作造型復(fù)雜的零部件，當(dāng)測(cè)試出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，修改3D文件重新打印即可再次測(cè)試。

隨著目前3D打印技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用迅速增加，知名市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)Frost & Sullivan最近發(fā)布了一份相關(guān)的調(diào)查報(bào)告，預(yù)測(cè)汽車(chē)3D打印的市場(chǎng)規(guī)模有望于2025年達(dá)到43億美元。福特、寶馬、蘭博基尼、大眾、通用、保時(shí)捷、本田、克萊斯勒、奔馳、奧迪等幾乎所有的整車(chē)廠都在持續(xù)探索3D打印帶來(lái)的無(wú)限可能。

革新科技不斷涌現(xiàn)的時(shí)代，“3D打印”炙手可熱，并且已經(jīng)運(yùn)用于多個(gè)行業(yè)，汽車(chē)及零部件制造則是3D打印技術(shù)重點(diǎn)推廣的領(lǐng)域，目前，不僅汽車(chē)底盤(pán)、內(nèi)飾、車(chē)身外覆蓋件等很多零部件都已成功運(yùn)用ABS塑料和碳纖維材料作為基礎(chǔ)材料，實(shí)現(xiàn)了3D打印生產(chǎn)，“整車(chē)”打印也已被秀了多次，打印時(shí)間越來(lái)越短，技術(shù)水平越來(lái)越高，賺足了全世界的眼球。

目前主流的3D打印技術(shù)有七種基本類(lèi)型，分別為：材料熔融擠出FDM、粘合劑噴射3DP，材料微滴噴射、粉材平鋪融化、直接能量沉積LENS、薄材疊加LOM、光敏樹(shù)脂平鋪SLA。其中，F(xiàn)DM、粉材平鋪融化以及SLA已經(jīng)應(yīng)用在汽車(chē)工業(yè)制造上了，而且不僅是汽車(chē)零部件，很多企業(yè)開(kāi)始大膽嘗試打印“整個(gè)”汽車(chē)。

3D打印的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)制造業(yè)的CNC數(shù)控加工等“減材制造技術(shù)”相比，3D打印技術(shù)的的魅力主要在于可直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，可以為復(fù)雜結(jié)構(gòu)金屬零部件免去開(kāi)發(fā)開(kāi)模環(huán)節(jié)，縮短新品開(kāi)發(fā)周期，節(jié)省出更多的人力、財(cái)力和時(shí)間，具有制造成本低、研制周期短、生產(chǎn)效率高等明顯優(yōu)勢(shì)。此外，運(yùn)用3D打印技術(shù)在設(shè)計(jì)早期驗(yàn)證產(chǎn)品裝配可行性時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)差錯(cuò)、復(fù)雜零部件或樣機(jī)原理的可行性。

生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸微細(xì)、難于制造的零件也是3D打印技術(shù)的強(qiáng)項(xiàng)！基于其原理，3D打印技術(shù)用于大批量的生產(chǎn)雖然并不快，且成本昂貴，但此技術(shù)從零開(kāi)始堆積材料，不受傳統(tǒng)加工手段制約，可以制造幾乎任意形狀的產(chǎn)品。比如帶有形狀復(fù)雜卻十分精確的孔的零件，或者要做一個(gè)中空的薄臂件，這時(shí)用3D打印工藝就比傳統(tǒng)加工工藝快捷省事。最重要的是，3D打印技術(shù)讓零件的制造不再拘泥于工藝，而更多的是取決于想法，越是稀奇古怪，越是傳統(tǒng)加工工藝無(wú)法加工的零件，就越是3D打印技術(shù)的用武之地。在這個(gè)過(guò)程中，相對(duì)于傳統(tǒng)工藝，節(jié)省成本也是3D打印對(duì)用戶的最大吸引力。

現(xiàn)階段的應(yīng)用

相較傳統(tǒng)汽車(chē)制造業(yè)而言，目前，3D打印的產(chǎn)能還是較低，很難大規(guī)模量產(chǎn)。此外，由于需要考慮到安全性等因素，原材料品質(zhì)與成本因素很難平衡，導(dǎo)致單車(chē)生產(chǎn)成本過(guò)高也制約著現(xiàn)階段3D汽車(chē)的商業(yè)化。

現(xiàn)階段而言，3D打印的應(yīng)用也許更適合設(shè)計(jì)領(lǐng)域和汽車(chē)研發(fā)階段，還有單件小批量生產(chǎn)，例如整車(chē)的油泥模型，車(chē)身、底盤(pán)、同步器等零部件開(kāi)發(fā)，以及橡膠、塑料類(lèi)零件的單件生產(chǎn)。

設(shè)計(jì)領(lǐng)域，由于3D打印的快速成型特性，汽車(chē)廠商可以應(yīng)用于汽車(chē)外形設(shè)計(jì)的研發(fā)。相較傳統(tǒng)的手工制作油泥模型，3D打印能更精確的將3D設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)換成實(shí)物，而且時(shí)間更短，提高汽車(chē)設(shè)計(jì)層面的生產(chǎn)效率。目前許多汽車(chē)廠商已經(jīng)在設(shè)計(jì)方面開(kāi)始利用3D打印技術(shù)，比如奔馳設(shè)計(jì)中心。

零部件領(lǐng)域，3D打印技術(shù)還能快速的生產(chǎn)造型復(fù)雜的產(chǎn)品。在傳統(tǒng)汽車(chē)制造領(lǐng)域，汽車(chē)零部件的開(kāi)發(fā)往往需要長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)、測(cè)試。從研發(fā)到測(cè)試階段還需要制作零件模具，不僅時(shí)間長(zhǎng)，而且成本高。當(dāng)存在問(wèn)題時(shí)，修正零件也需要同樣漫長(zhǎng)的周期。而3D打印技術(shù)則能快速制作造型復(fù)雜的零部件，當(dāng)測(cè)試出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，修改3D文件重新打印即可再次測(cè)試。可以說(shuō)，3D打印技術(shù)讓未來(lái)零部件的開(kāi)發(fā)成本更低，效率更高。

3D打印與CNC的結(jié)合

雖然3D打印技術(shù)已成功地將傳統(tǒng)復(fù)雜的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單化，將材料領(lǐng)域的疑難問(wèn)題程序化，但就目前的發(fā)展來(lái)看，如何擴(kuò)展3D打印技術(shù)的應(yīng)用還存在一些問(wèn)題。它還受技術(shù)裝備、新型材料、設(shè)計(jì)軟件、質(zhì)量安全和公共環(huán)境等制約和影響。

此外，3D打印并不能完全替代傳統(tǒng)CNC加工，這兩者也各有各的優(yōu)勢(shì)，CNC的加工精度會(huì)高于3D打印，而3D打印能夠制造的零件的復(fù)雜程度要遠(yuǎn)高于CNC。3D打印是傳統(tǒng)加工方式的一種重要補(bǔ)充，它的主要功能不是替代而是補(bǔ)充，因此，3D打印和CNC結(jié)合是一種非常好的形式。