【機床商務(wù)網(wǎng) 機床上下游】 3D打印(3DP)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。隨著3D打印技術(shù)不斷升級，各行各業(yè)也漸漸開始使用此技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，汽車制造業(yè)就是其中的佼佼者。
 

　　在3D打印技術(shù)眾多的應(yīng)用領(lǐng)域中，汽車行業(yè)是3D打印技術(shù)早的應(yīng)用者之一。早在3D打印技術(shù)發(fā)展的初期，一些歐美發(fā)達(dá)國家車企就開始將3D打印技術(shù)應(yīng)用于汽車研發(fā)過程。其中，應(yīng)用早、深入、范圍廣的車企是福特汽車公司。早在1988年3D打印出現(xiàn)之初，福特汽車公司就購入3D打印史上第三臺3D打印機。
 

 

　　1.設(shè)計方面
 

　　利用3D打印技術(shù)，可以在數(shù)小時或數(shù)天內(nèi)制作出概念模型，汽車廠商可以應(yīng)用于汽車外形設(shè)計的研發(fā)。相較傳統(tǒng)的手工制作，3D打印能更地將3D設(shè)計圖轉(zhuǎn)換成實物，并且時間更短，從而提高了汽車設(shè)計層面的生產(chǎn)效率。目前許多廠商已經(jīng)在設(shè)計方面開始利用3D打印技術(shù)，比如寶馬、奔馳設(shè)計中心。
 

　　2.材料方面
 

　　3D打印允許多樣的材料選擇，不同的機械性能以及的功能性原型制作，讓制造商在前期可以隨時修正錯誤并完善設(shè)計，使得錯誤成本小化。
 

　　3.工裝夾具方面
    3D打印技術(shù)大幅降低了工具生產(chǎn)的成本和時間。針對生產(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)實現(xiàn)快速小批量工具定制、降低成本并縮短產(chǎn)品上市時間。
 

　　4.終零件方面
 

　　汽車制造商借助3D打印技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)小批量定制部件和生產(chǎn)自動化，并且可以實現(xiàn)有機形狀、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)測試出現(xiàn)問題時，修改三維文件重新打印即可再次測試。
 

　　隨著目前3D打印技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用迅速增加，市場咨詢機構(gòu)Frost & Sullivan近發(fā)布了一份相關(guān)的調(diào)查報告，預(yù)測汽車3D打印的市場規(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、保時捷、本田、克萊斯勒、奔馳、奧迪等幾乎所有的整車廠都在持續(xù)探索3D打印帶來的無限可能。
 

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

 

　　相較傳統(tǒng)汽車制造業(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)致單車生產(chǎn)成本過高也制約著現(xiàn)階段3D汽車的商業(yè)化。
 

　　現(xiàn)階段而言，3D打印的應(yīng)用也許更適合設(shè)計領(lǐng)域和汽車研發(fā)階段，還有單件小批量生產(chǎn)，例如整車的油泥模型，車身、底盤、同步器等零部件開發(fā)，以及橡膠、塑料類零件的單件生產(chǎn)。
 

　　目前3D打印在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要有五大方面：
 

　　用于設(shè)計；
 

　　結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的直接制作；
 

　　汽車上的輕量化結(jié)構(gòu)零件的制作；
 

　　定制專用的工件和檢測器具
 

　　整車模型的制作。
 

　　不過在此值得提出的是，3D打印設(shè)備的實際意義是幫你在設(shè)計或者產(chǎn)品制樣的過程中提高某個環(huán)節(jié)的效率，而不是完全代替整個流程。就像Urbee，3D打印機可以為它實現(xiàn)打印車身外殼、減重車身、個性化設(shè)計，但電機等關(guān)鍵零部件都還是來自于傳統(tǒng)制造業(yè)。與傳統(tǒng)企業(yè)制造汽車區(qū)別大之處在于，3D打印汽車是先打印出單個的、一體式的車身，再將其他部件填充進(jìn)去，而不是將車身各部分組裝到一起。
  

 

　　因為其材料和工藝的特殊性，目前3D打印技術(shù)運用還是在汽車零件的原型階段，為有優(yōu)勢。然這些跟汽車上實際使用的材料種類相比還是有很大差距的。所以我們一般是看結(jié)構(gòu)件為主。另外，值得欣慰的是，2016年2月28日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、財政部研究制定的《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計劃(2015-2016年)》提出要將3D打印與汽車、航空航天、生物醫(yī)療等重要細(xì)分領(lǐng)域分門別類地進(jìn)行跨行業(yè)聯(lián)合，突破一批增材制造專用材料。到2016年，實現(xiàn)鈦合金、高強鋼、部分耐高溫高強度工程塑料等專用材料的自主生產(chǎn)，滿足行業(yè)發(fā)展需求。這對于3D打印材料的發(fā)展無疑是一劑強心針。
 

　　除種類少外，3D打印在材料方面的另一道障礙則是成本，材料成本是一個相對的概念，在批量非常小的情況下，模具的成本攤在單件產(chǎn)品上的比較多，這樣它的單件產(chǎn)品就會比較貴，但如果用3D打印的方式就不存在這個問題，所以單件或者小批量的產(chǎn)品用3D打印它的成本是相對來講低廉的。而像年產(chǎn)幾十萬輛汽車的這種批量，如果用3D打印的方式目前來看成本是不合算的。所以，我們明白了這個就把他應(yīng)用在個性化并且是小而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，也就是的那種產(chǎn)品上面，不是批量化的產(chǎn)品上面。
 

　　在人工智能盛行且一切皆有可能的今天，我們相信在不久的將來，我們相信3D打印在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用定會越來越廣。
 

　　(原標(biāo)題：技術(shù)前沿：汽車領(lǐng)域的3D打印應(yīng)用)