3D打印技术将给汽车制造行业带来怎样的改变？
随着3D打印技术的不断成熟以及材料应用科学的突破，3D打印的塑料和金属零部件逐步应用到汽车生产中。
3分钟带你了解3D打印如何玩转汽车行业
另一方面，3D打印的原理使得其在复杂结构零件的制作中拥有独特的优势，同时使用钛合金等材料经一体成型打印生产出来的汽车配件可以有效实现汽车轻量化的要求。因而，无论是车厂、零部件厂商还是售后服务供应商，该技术的应用已在汽车行业掀起一轮新的制造技术革新。
3D打印在汽车中的应用技术有哪些？
目前，汽车行业已采用了多种3D打印技术，包括：电子束熔融（EBM）、熔融沉积造型（FDM）、分层实体制造（LOM）、三维打印、立体光刻造型、选择性激光烧结（SLS），旨在打造低成本、个性化的车辆。
许多汽车及零部件厂商还采用了数码技术，用于车辆的原型制作、测试及各类工具、机床夹具、固定装置及零部件的生产制作。对汽车及零部件厂商而言，尽管3D打印技术尚处于初创期，但3D打印技术及其设备将助推汽车行数字化制造变革，其作用无疑是至关重要的。
我们了解到，福特、BMW、GM、大众、丰田、Tesla、法拉利、兰博基尼、保时捷等汽车巨头均有应用3D打印技术在自己汽车的研发制造中，大型汽车厂商的加入掀起3D打印技术在汽车行业的潮流。
汽车制造领域，3D打印有何优势？
相对于传统汽车生产方式，3D打印汽车在以下三个方面优势明显：
1、3D打印拥有更快的速度、更低的零部件成本，更高的机密性；
2、多样的材料选择，不同的机械性能以及精准的功能性原型制作，让制造商在前期可以随时修正错误并完善设计，使得错误成本最小化；
3、在最终使用部件制造中，3D打印技术可让原始设备制造商和零件制造商的部件的生产不出现延迟，并可为汽车制造商定制生产持久耐用的最终使用产品。
3D打印在汽车行业的应用贯穿整个生命周期
3D打印在汽车领域最开始的应用主要集中在研发阶段的造型评审和设计验证，随着3D打印技术不断发展、汽车及零部件厂商对3D打印技术认知度提高以及汽车行业自身发展需求，3D打印技术在汽车行业的应用向功能性原型和功能零部件扩展。
3D打印在汽车领域的应用实例（图片来源：南极熊）
研发环节：
集中于试验模型、功能性原型制造
汽车研发环节一般包括五个阶段：方案策划、概念设计、工程设计、样车试验以及投产启动。3D打印技术因其独有的优势，在研发环节的应用较多，在概念设计、工程设计、样车试验以及投产启动均有应用，体现为3D打印试验模型、功能性原型等形式。
本田使用3D打印进行汽车附件开发
2006年，本田集团引入3D打印技术作为试验项目，设计人员开始探索将3D打印技术用于汽车部件和汽车配件的可能性。本田采购了Stratasys公司的Objet Eden5000V型3D打印机，帮助其在各标准车型配置的基础上研发具有地方特色的汽车附件。据悉，每辆车最多可以有300个这样的附件，包括车身内外饰件、镜子、车轮、旋钮等。
本田公司的3D打印雾灯原型
雾灯装饰成品
实际车辆上的雾灯装饰装配效果图
在采用3D打印技术之前，本田集团使用数控机床来制作配件原型，必须有操作员在机床刀具巨大的噪音下全程进行监管，从而确保生产安全。外包项目经常由于与代工方沟通效率低下，而不断出现延期，导致产品无法如期上市。而3D打印技术的引进使得这些问题得以解决。设计人员可以在设计时实时检查物体的相关形态并迅速做出设计调整，在确保原型产品设计质量的同时，大大缩短了产品设计和原型开发所需的时间，提高研发效率。
生产环节：
集中于定制化/小批量/对成本不敏感的高端跑车、赛车
与研发环节相比，生产环节对零部件机械性能、光洁度等要求更为严格，因此对3D打印技术水平的要求高，对应的成本也高。3D打印技术在该环节的应用主要集中于定制化、小批量、对成本相对不敏感的高端跑车、赛车上。
兰博基尼3D打印制造零部件
2007年，兰博基尼购入一台Stratasys Dimension 1200es 3D打印机应用于产品的开发环节。2010年，公司又相继购入Stratasys的Fortus 360mc和Fortus 400mc制造系统，用于构建更大尺寸的零部件。
Stratasys Fortus 400mc使用ULTEM 9085材料制造的兰博基尼发动机管道
Stratasys Fortus 400mc使用ULTEM 9085材料制造的支撑门板
3D打印技术不仅为兰博基尼的设计团队提供了无限自由的设计空间，也为制造团队快速制造出高品质的零部件提供了帮助。在零部件制造前，兰博基尼的团队会使用Stratasys公司的设备设计模型和原型，用以调整、测试和验证零件和设计的开发、选择生产材料。除了在研发阶段应用3D打印技术外，兰博基尼还应用其直接生产部分零部件，包括保险杠节、方向盘、内外饰件、通气栅、车门面板、座套、空气加热器等，多为外观件。
使用环节：
高端车/进口车售后维修
汽车使用环节面对的是整个汽车后市场，包括汽车金融、二手车、汽车售后服务（售后维修）、改装车等细分市场。其中，3D打印技术可应用于售后维修、改装车领域。高端车、进口车传统方式维修，周期长，相对成本高。3D打印技术按需直接打印的特点可以弥补这一缺点，同时成本较传统方式低。因此，高端车、进口车的售后维修是目前3D打印在汽车使用环节一个主要的应用点。
3D打印“修复”保时捷Carrera气缸盖
Carrera系列是当今保时捷车系当中历史最悠久的车型，也是一直延续后置发动机的车型。自从第一辆911问世以来，Carrera已经历了40多年的历史。Carrera系列很多车型已经停产，很多零部件已不再提供。因此，对于拥有这样一款停产车型的客户来说，如果某部件坏了，只能重新定制。在这种情况下，3D打印技术相对来说是最适合的方法。
保时捷356 Carrera
在其气缸盖损坏需要更换时，使用3D打印生产的步骤是：1.对原损坏的气缸盖进行测量、扫描，完成几何重建；2.3D打印型芯；3.气缸盖成型并后处理，得到最终零件。
可以预见的是，未来3D打印将会越来越多地应用于汽车制造领域，随着应用的普及以及参与竞争的3D打印技术供应商的增多，其使用成本也会随之下降，形成一个良性循环。
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今日搜狐热点3D打印技术将如何影响汽车产业? 日09:41 来源：车云网|　　
　　最近两年，随着一轮概念炒作，3D打印越来越被人们所看好。美国总统奥巴马也在国情咨文中一再强调3D打印等新兴技术的重要性，这让3D打印技术的相关股票在一段时期内大涨特涨。
　　在汽车行业中，福特已经给每一个工作站里配置了一台3D打印机，未来还计划为每一个工程师单独配备一台小型的3D打印机，3D打印技术已经趋于实用化。
　　同时，美国的设计公司KOR Ecologic、数字制造商RedEyeOn Demand以及3D打印制造商Stratsys已经合作完成了第一款用3D打印制造的高燃油效率混合动力车Urbee 2，这款三轮7马力(5千瓦)轮驱动的环保混合动力车将在2015年上路。
　　那么，未来我们开的汽车会是3D打印机打印出来的吗?3D打印技术会如何影响汽车制造业呢?消费者会从中得益吗?责任编辑：张敏3上一页1
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　个性化语音技术从声学到语言层面会逐步完善。将来的目标是人机交互就像人与人交流一样方便
　主动权已经掌握在IT这个信息化的过程中，而不是传统的汽车领域。
　加在导航设备上报给位置服务的平台，位置服务的平台进行最早的车辆定位
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在汽车的世界里，没有容易二字，而正在改变这一切。
你可以自己设计、并创建一辆3D打印出来的汽车，开了一段时间后发现，你不再喜欢这个设计了，还可以把这辆车融化之后再重新来过。
一辆整车的生产过程，异常的精细、复杂、而且昂贵。在一辆车能够最终到达展厅之前，设计师们可以花上几个月甚至数年的时间，来设计、测试并调整。
而当好不容易投入生产之后，工人操控着机器，在占地面积巨大的工厂中，将一块块金属、玻璃、电线等按设计模型拼凑起来，最终成为一台车。而当这台车冲过层层手续和关卡，最终到达消费者手中的时候，时间可能已经过去了一两年。
要知道，在生产汽车的字典里，可没有容易二字。而3D打印技术，正在改变这一切。
起亚把3D打印引入车内
在当地时间的1月11日，2016年北美车展正式在底特律开展。起亚在这次车展上，发布了一款SUV概念车。
这款SUV由起亚在加州的设计团队主持设计，是起亚旗下的首款大型SUV的雏形，名字叫做Telluride，是美国科罗拉多州的一个滑雪胜地。
然而，这些都不稀奇。稀奇的是，在这款概念SUV中，包括车门面板、方向盘以及仪表盘等在内的零部件采用了3D打印技术进行生产。
想象一下，以后开着起亚的这款Telluride，手里握着的方向盘，是从3D机中打印出来的，而不是来自于某个方向盘生产厂家。只是不知道，操控起来的手感究竟如何。
中控台下面的储物仓还可支持无线充电，支持无线充电的材质也是3D打印出来的。
没错，这正是一台引入了3D打印技术的汽车，起亚将其第一次带入了汽车内部，但并不是第一个使用3D打印技术的车企。在汽车生产过程中，为了降低成本消耗，福特等车企早已利用3D打印技术来建立原型和零部件。
进击的，又是一枚第三方企业
但是，第一个打算大规模生产3D打印汽车的并不是起亚，也不是福特，更不会是特斯拉等互联网企业，而是美国一个叫做Local Motors的公司（以下简称LM公司）。这个公司，在几个月前，推出了一款叫LM3D的3D打印汽车车型。
接下来，我们以这款车型为例，来看看，3D打印技术，对于传统的汽车制造工艺来说，究竟产生了多大的影响？
这款车从最初的设计到最终的成型，只用了4个月的时间，而传统的汽车生产制造流程，则需要两年左右。
早在2014年，LM公司就引起了大家的重视，当时，它在国际制造技术展览会中打印出了Strati汽车。相比于几乎拥有2万个零件的现代汽车来说，3D打印汽车一般只拥有47个零件，总重不超过450磅。
Strati这款车，只用了40个小时进行打印，由2名技工用3天的时间完成组装，其最高时速达65公里，而车内电池容量则允许该车行驶范围在190-240公里之间。
而在2015年11月，LM公司又在SEMA车展展出了LM3D的车型。
在汽车设计阶段，LM公司使用的是西门子的CAD 三维建模软件Solid Edge，用直接数位制造（DDM）的方式快速创建汽车，然后对其进行测试是否有问题，并把这些问题都在车辆正式上路之前解决掉。
一旦设计完毕准备生产，LM公司就会使用大型的3D打印机建造每辆车的大部分车体。这些汽车采用了80%的ABS塑料（由热塑制造商沙特基础工业公司制造）和20%的碳纤维材料。
如果你开着一辆LM3D上路，你可以想象一下，几乎全世界的目光都会聚焦在你的这辆车上。LM3D Swim的动力传动系统来自宝马i3，有170马力、184磅/英尺的扭矩，拥有22千瓦/时的锂离子电池，采用快速充电的方式进行充电。
对于环境来说，3D打印汽车比现代的汽车显得更加环保。除了作为一辆全电动汽车，对空气没有污染、不会产生任何废气之外，还有很多车的部件是可以回收的。因此，之后，你可以自己设计、并创建一辆3D打印出来的汽车，开了一段时间后发现，你不再喜欢这个设计了，那么你还可以把这辆车融化之后再重新来过。
LM公司一直在通过建立微工厂而把成本保持在较低的水平。每个微工厂的规模大概相当于一个杂货店的大小，成本则是建立一个传统的汽车工厂的1/30。最新的微工厂在田纳西州的诺克斯维尔市，面积约50000平方英尺，可容纳6台3D打印机，每个微工厂每年有2400台整车制造能力。
3D打印技术让LM公司可以针对车内的安全功能做出更多的设计，如增加吸能区等。目前，LM3D车型一直在进行道路测试和碰撞试验，这些测试将在2016年年底结束。而制造商针对这款车的建议零售价为53000美元，在2016年年底或2017年年初就可以开始预购。
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- 3D打印给汽车零部件制造商带来了什么影响
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3D打印给汽车零部件制造商带来了什么影响
3D打印制造汽车零部件原型，大幅节约研发时间和成本
在3D打印技术众多的应用领域中，汽车行业是3D打印技术最早的应用者之一。早在3D打印技术发展的初期，一些欧美发达国家的汽车制造企业就开始将3D打印技术应用于汽车研发过程，如今已经被广泛应用于汽车零部件的研发。
近日，我们走进上海某汽车零部件企业，了解3D打印是如何应用于汽车零部件制造，以及3D打印对汽车行业带来的影响和转变。
该汽车零部件公司主要业务是生产天窗系统，包括普通天窗、全景天窗、以及全天窗模块等产品，具有优秀的设计、工程和制造能力，宝马、通用、大众等名牌企业都是他们的客户。
为了弥补在产品研发验证方面的缺陷，经过8个月时间的充分调研，他们最终锁定了美国Stratasys公司最新的FDM工业级设备F123系列——Stratasys F270
材料方面，由于ABS材料良好的强度、柔韧性、机械加工及抗高温性能，以及经过了严格的抗10000次的耐磨性测试，成为其研发工程师的首选塑料，完全满足他们对零部件强度的要求。
实际环境中，这款3D打印设备的使用体验如何呢？负责的研发工程师称，经过日夜不间断的打印测试，目前的良品率高达90%以上，不良品主要是由于工程师自身的原因造成，比如技术参数设置不准确，由设备自身原因导致的不良品率几乎为零。生产效率方面，平均十几个小时就能完成汽车零部件的打印，对其打印速度基本满意，而且打印成本也在可接受的范围内。从这个角度来看，3D打印设备已经发展到了“可靠、一致、可预测”的程度。
目前，该公司引进3D打印技术主要的应用集中于研发环节，体现为3D打印试验模型、功能性原型等形式。相关负责人表示：“以前在汽车天窗部件上的研发采用CNC机床或者手工制造，包括切削、钻孔、粘接等工艺，费时费力，甚至不少样件需要委外加工，如果达不到要求就要重新做，大量的时间成本就耗费在这个环节。有了3D打印机以后，我们自己就能做研发，不再需要委外加工，简单快捷，并且能够实现快速修改设计方案并反复大量迭代。在确保原型产品设计质量的同时，大大缩短了产品设计和原型开发所需的时间，提高了研发效率。”
据介绍，该公司自行打印比委外加工的成本支出降低了近50%。此外，由于委外加工的采购流程非常繁杂，把3D打印的制造全程放在自己公司后，时间成本有非常明显的节省。
由于“直接制造”对零部件机械性能、光洁度等要求严格，因此对3D打印技术水平的要求高，对应的成本也较高，国内目前更多地还是用于产品的原型验证。另外，受到打印机成型尺寸的限制，有的大尺寸天窗部件需要分解成多个部分，打印完成之后进行拼接。
相比国外，国内汽车零部件企业目前自主购买使用3D打印设备的比例还不太高。但是，汽车行业由于自身规模大、研发投入多、应用3D打印技术时间长等因素，将在3D打印技术应用中占据重要位置。汽车行业巨大的市场规模为3D打印技术应用提供了广阔的市场空间，我们相信在未来，3D打印在材料性能、成本方面有望达到汽车直接生产应用的要求，向具有更高价值的应用转变。
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