[汽車之家 你知道嗎] 由于近年來開始下放到民用領域，3D打印技術一度成為了我們身邊的“網紅熱詞”，不過你可能不知道的是，這項技術已經有30年的發展史了。并且，如今的3D打印，已經成為了汽車制造業重點發展的技術，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中的應用。
● 3D打印已經有30年歷史了
印象中，3D技術似乎是近幾年才逐漸進入我們視野的。但事實上，在變成“網絡熱詞”之前，這項聽起來就高大上的制造技術其實已經悶聲發展30年了。
這位偉大的父親叫Scott Crump，今天3D打印行業巨頭之一——Stratasys公司的創始人。小姑娘是幸福的，因為她或許沒想到，當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、醫療、航天和汽車制造等領域。而經過多年的商戰、收購、破產、被收購這類俗套故事之后，目前比較大的3D打印技術公司有3DSYSTEMS（美國）、Stratasys（美國）、EOS（德國）、ARcamAB（瑞士）等幾家。
● 3D打印和傳統裁切技術比怎么樣？
◆ 3D打印的優勢
先說優勢，就汽車制造業來說，“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，單獨開模肯定是不劃算的，手工制造當然是一個選擇，而如果用3D打印技術，就只需要在3D打印機中輸入設計文件，省去了開模的高昂費用，產品一致性也優于手工制造，且同一臺打印機可以讀取不同的設計文件，反復使用。
◆ 3D打印的劣勢
3D打印目前的誤差還比較大，批量生產精度遠不如傳統開模制造的工藝，這也是3D打印行業待攻克的一個難題。另外，生產效率較低也是一大缺點，如果用于規模化生產，3D打印的生產節拍要遠低于傳統流水線。
● 汽車制造業用3D打印做原型
◆ 原型測試
原型測試即在產品開發階段，利用3D打印做出原型件，模擬還未量產的實際零部件，并利用它進行測試和改良。目前，許多車企已經在開發階段使用3D技術進行原型測試了。原型測試本身也分成：概念原型、設計原型、功能原型，三者對設計參數的模擬精度要求依次提高。
到了零部件的設計原型上，就需要3D打印原型的機械性能也與設計相符，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打印技術在開發中的應用使得車企和零部件供應商不再需要每修改一版設計，就重新進行一次開模，節省了研發成本。
◆ 生產工具制造
除了用于開發測試之外，由于在少量生產上的優勢，3D打印還被用在制造生產工具上，例如貼標機，很多人可能不知道這個東西，這里解釋一下：產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機上，然后推著貼標機將車牌架固定到車身上。
由于每個工廠貼標機只需要十幾個，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機這類的生產工具。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打印技術的，如果再多3D打印就難以勝任了，生產效率和精度都沒法和傳統制造工藝相比。
◆ 整車和零部件制造
至于零部件，在目前的汽車制造業還極少有量產化的應用。不過，業內“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、傳動機構等核心部件仍然是采購的，這些過于復雜的和對物理性質要求過高的部件，顯然3D打印還難以勝任。
當然，除了這些“概念產品”，蘭博基尼也曾使用3D打印制造發動機的進氣歧管，證明了其應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計空間還要更高于傳統裁切。不過現階段，這樣高度定制化的3D打印產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。
● 結語
正如上文所說的，3D打印和傳統開模制造各自有著明顯擅長的地方，3D打印技術適用于分布式生產，在開發階段和小批量制造上有著得天獨厚的優勢，但由于其精度等劣勢，3D打印技術短時間內還不具備取代流水線生產的能力。然而隨著技術的迭代，可以預見的是，未來3D打印一定會越來越多地應用于汽車制造領域，跑馬圈地，隨著應用的普及以及參與競爭的3D打印技術供應商的增多，其使用成本也會隨之下降，形成一個良性循環。未來，在3D打印和傳統裁切兩種生產模式相互配合之下，進一步縮短開發周期并降低生產成本還是可以期待的。（圖/文 汽車之家 鄭旭）
