3D打印技術(shù)在汽車制造領域中的應用趨勢

在2014年國際制造技術(shù)展上推出了3D打印汽車，而在芝加哥麥考米克大廈推出了世界上第1輛3D打印電動汽車Strati（圖1），意大利駕駛員進行了首次試駕。在2016年的國際研討會上，對3D打印技術(shù)應用于制造業(yè)的優(yōu)勢、適用領域、可使用材料、可最大打印尺寸等進行了討論。同時，介紹了應用于汽車制造領域的3D打印技術(shù)。

圖1世界上第一輛3D打印電動汽車Strati

3D打印技術(shù)應用于制造業(yè)有如下優(yōu)勢：方便制造復雜結(jié)構(gòu)零件、減少材料浪費、可實現(xiàn)快速制造、減少了部件數(shù)量、方便設計等。美國橡樹嶺實驗室研發(fā)并制造出實用的3D打印相關(guān)技術(shù)和機床（如電子束粉末床、噴墨粘合劑床、激光粉末床等）。介紹了適合于3D打印技術(shù)的材料，如聚合物、合金材料、黃銅、陶瓷等。

研究了3D打印的最大打印尺寸。3D打印通過電力驅(qū)動，在打印尺寸較大時，其需要大量電力供應和功率更大的逆變器。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，電源逆變器的性能不斷提高，推出了10kW水冷逆變器，甚至還推出了80kW水冷逆變器，這使得3D打印的功率越來越大，其可以輕松打印汽車，甚至可以打印出比汽車尺寸較大的物品。

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，為了可以同時使用多種材料進行打印，對3D印刷電機性能的要求也越來越高，因此需重新設計電機結(jié)構(gòu)，電機需要有復雜的轉(zhuǎn)子及定子結(jié)構(gòu)。

美國橡樹嶺實驗室已經(jīng)對3D打印汽車技術(shù)進行了初步研究，并且生產(chǎn)出多款3D打印裝備。隨著3D打印技術(shù)的進步，采用電能驅(qū)動的大功率3D打印裝置是可行的，3D打印的尺寸將越來越大。隨著印刷電機技術(shù)的發(fā)展，采用多種材料同時進行3D打印的技術(shù)也是可行的。

Madhu Chinthavali et al.2016 International Symposium on 3D Power Electronics Integration and Manufacturing（3D-PEIM）.

編譯：徐嘉浩