高階賽車定制 談3D打印在汽車領域的應用
去年9月Local Motors首次亮相3D打印汽車Strati，一時間風頭無二，賺足眼球。至此，3D打印汽車之風似乎一夜爆發：EDAG公司用‘光繭’作為日內瓦車展的壓軸大戲，國內驚現首臺土豪金概念車，BMW、菲亞特等積極將傳統制造與3D打印結合等等。不得不承認，3D打印正在以其獨有的技術優勢融入汽車制造產業，小到零部件大到整車打印。盡管如此，3D打印在汽車產業的路依然很長。
高階賽車定制 談3D打印在汽車領域的應用
Local Motors近況追蹤
那么，紅極一時的Local Motors現在進展如何呢？相信各位一定也在好奇。據該公司首席戰略官Justin Fishkin介紹，目前公司制造的所有車型均來自旗下的開放式汽車設計社區，下一款3D打印汽車也將來自該社區。此外，公司計劃每個季度推出3至4款可3D打印的汽車設計。
事實上，Local Motors未來汽車業務的核心就是定制化，新車的賣點也將不再是3D打印制造，而在于它們很容易升級，甚至可回收。用戶只需將車開到當地的microfactory微工廠，就會有人將車輛的發動機取出來，并提供信貸，將新的發動機裝回汽車。
未來，Local Motors還將在車上嘗試石墨或金屬等更多種類的材料，進而取代PLA與碳纖維的復合材料。相比傳統的汽車制造廠商，Local Motors花費10到50億美建設工廠，無需傳統設施，更不期望一年造100萬輛車，Local Motors沒有庫存，只在有人訂購時才開始制造。
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3D打印汽車距量產還遠
不知大家是否聽說過Urbee，2013年上旬Urbee 2誕生，其前身Urbee在2010年就已推出。Urbee 2所包含的3D打印部件超過了50件，比傳統工藝制造更精簡，除底盤、動力系統和電子設備等，超過50%的零部件由ABS塑料打印而制成。盡管如此，生產一輛Urbee 2需要花費2500小時，換言之即便日夜不停地工作，仍需要超過100天才能打印這樣一輛車。
嚴格意義上講，Urbee 2不能算是一臺汽車，原因在于其車身重量和尺寸較小，而且是三輪驅動，這在大多數國家只能按照摩托車標準注冊。即便如此，打印一輛Urbee 2的成本也在5萬美元，并且2500小時的作業時間，的確叫人有些忍俊不禁，不論從金錢還是工期，量產仍然很難。雖然量產很難，但用于電影特效倒是游刃有余，在007系列電影中的《大破天幕殺機Skyfall》中，那輛被炸飛的1960年阿斯頓·馬丁DB5汽車，就是由3D打印技術制作而成。
3D打印與CNC技術難分伯仲？
提及3D打印，難免有人將其與CNC技術進行比較，后者可是號稱“當今機械加工與機械制造領域的經典之作”，然而，這卻是兩種截然不同的技術。3D打印是增材制造，顧名思義用增加相應材料的方式來令工件成型；而CNC則是減材制造，去除多余的材料令工件成型。
當然，兩者各有各的優勢。CNC技術加工精度高于3D打印，而3D打印所制造的零件其復雜程度要遠高于CNC。我們可將3D打印視為傳統加工方式的一個重要補充，其主要功能不是替代而是補充，將3D打印與CNC結合則成為一種非常好制造形式。
3D打印技術優勢在于，它可以免去復雜結構金屬零部件的開發開模環節，縮短新品開發周期，節省更多人力、財力和時間。除此之外，3D打印技術可提升金屬零件的力學性能與精度，使其達到鍛造件的標準，從而保證汽車零部件對精度和強度的苛刻要求。
圖解3D打印在汽車產業中的應用
截至目前，3D打印技術主要分為材料熔融擠出（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）、光敏樹脂平鋪（SLA），七種基本打印技術。當中，FDM與粉材平鋪融化以及SLA，已用于汽車工業制造。
目前，3D打印在汽車產業的應用主有五個方面，一是用于設計，二是對結構復雜零件的直接制作，三是制造汽車上的輕量化結構零件，四是定制專用的工件和檢測器具，五是制作整車模型。
實際上，3D打印的實際意義是幫助企業在設計或產品制樣過程中，提高某些環節的效率，而非完全的取而代之。就像之前說的Urbee，可讓汽車實現3D打印車身外殼，為車身減重，讓設計更個性化，但電機等關鍵零件仍舊依靠傳統制造。與傳統汽車制造最大的區別在于，3D打印汽車先打印單個或一體式的車身，再將其它部件填充進去，而不是組裝車身的所有部件。
材料種類少 價格高是瓶頸
說完了優點，我們再來探討一下3D打印汽車所遇到的瓶頸，材料與成本雙雙入選，可用于3D打印汽車的材料種類非常有限。目前，支持SLS技術打印的主流材料基本就是尼龍、玻璃微珠復合材料、直接金屬成型材料與間接金屬成型材料等，與汽車上實際使用的材料相比，仍存在著巨差距。
幸運的是，工業和信息化部、國家發展改革委、財政部研究制定的《國家增材制造產業發展推進計劃（2015－2016年）》中提出，要將3D打印與汽車、航空航天、生物醫療等重要細分領域分門別類地進行跨行業聯合，突破一批增材制造專用材料，這無疑對增材制造打了一針強心劑。
另一方面，3D打印材料成本高也是一大障礙。未形成批量生產前，模具制作成本攤在單件產品上的較多，使得單件產品價格較貴，而3D打印則不存在這個問題，因此，3D打印單件或小批量的產品，其成本相對來講是低廉的，但像年產在幾十萬輛汽車的批量生產中，目前來看用3D打印的方式成本就不太合算了。
(責任編輯：admin)
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