張安彤
不論是個性化還是智能化,終點都是人性化。
小時候捏橡皮泥,女生大都愿意創(chuàng)造各種模樣的小人兒,男生則傾向于把橡皮泥捏成可能幾十年后都生產不出的汽車形狀。
誰曾想到,童年的過家家游戲,如今竟有了可以對照的現實,快速“捏”出一輛個性造型的汽車已經變成可能——得益于已經在汽車領域應用的3D打印技術。
深圳市一輛3D打印方程式賽車吸引了眾多觀眾的眼球。
市場研究公司Allied Market Research近日發(fā)布的一份汽車行業(yè)3D打印市場報告預測,到2022年,全球汽車行業(yè)3D打印市場將達到23.91億美元。換句話說,在未來五年內,越來越多的車企會開始采用或加強3D打印技術的應用。
用其他材料替代橡皮泥快速造出零部件甚至整車,一切聽上去似乎太過美妙而不真實,汽車這一追求細節(jié)的工藝品,真的能被3D打印扭轉命運嗎?
總共分三步
3D打印技術又叫做“快速成形技術”或“增材制造技術”,它與傳統(tǒng)的“去除材料”加工方法反向而行。
比如,傳統(tǒng)流程設計一輛汽車模型,要經過制圖紙、擬3D模型、加工油泥模型的過程。在第三步,設計師要像粉刷匠一樣,先把由滑石粉、凡士林、工業(yè)用蠟混合而成的油泥涂到汽車骨架上,再變身雕塑家,刮除冗余,塑造出汽車最終的外形。
3D打印技術沒有第三步,設計師直接把擬好的3D模型數據輸入3D打印機,就能較為快速地打印出汽車油泥模型。
總體而言,這種技術以數字模型文件為基礎,先用計算機設計好三維數據,再將數據導入3D打印設備,最后設備用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料疊層打印,實現數字化+智能化的設計制造。
要打印的物件復雜些無所謂,因為理論上3D打印程序能快速且精準地打印出各類復雜形狀的物體。有這種特性,作為復雜工藝品界的“扛把子”,這種把汽車3D打印出來的操作,還挺靠譜。
有一家名為Local Motors的汽車公司,這幾年來不遺余力地展示其號稱“全球第一輛”的3D打印汽車,雖然年年口號不變、數據相似,但它可能是最接近“整車打印”的操作實例了。
這臺車名叫Strati,屬性為3D打印雙人電動車,用的打印材料是增強型塑料碳纖維,堅固且相對便宜。官方稱,打造這么一臺車只用44個小時,它由40個零部件組成,最高速度為80公里/時,搭載6.1千瓦時電池,能跑大約100公里。
44個小時都完成了哪些動作?Local Motors CEO羅杰斯的回答總共4句話,“先把數字文件放進打印機打印出汽車的大致形狀,再用修邊機銑削切割出你想要的確切的模型,再裝上發(fā)動機、輪子等非3D打印的零部件”,最后一句是,“好了,車你可以開走了?!?/p>
“致命傷”得治
用44小時打印出一臺車是Strati的“驕傲”,但實際上,Strati身上的電池、電機、輪胎、座椅、玻璃……依舊由傳統(tǒng)制造方法獲得,這指向著目前3D打印技術在汽車領域應用的“致命傷”。
一方面,金屬、樹脂、塑料等是如今3D打印材料的主流,材料受限直接影響的是3D打印的領域和規(guī)模。像汽車的發(fā)動機、變速器等很多零部件都對強度有著極高的要求,3D打印不怕這些零部件造型奇特,只怕不能很好地保障它們的耐用度。
另一方面,3D打印是一種“增材制造技術”,打印出的成品以層疊方式拼接在一起,美不美觀另說,大部分成品垂直方向的受拉和受壓強度會相對弱些。這也是為什么許多車企只將3D打印用在原型制造上的原因——成品精度和質量提升不了,就只能一直做原型,無法變?yōu)榱慨a產品。
這些目前的技術劣勢折射出一個現狀,即在汽車身上,3D打印未來一段時期不能完全代替大規(guī)模、大批量的傳統(tǒng)加工制造業(yè)。
老牌汽車制造商福特就正在這個無奈的現狀中踱步。它既認為這項技術將會給汽車制造業(yè)帶來重大突破,又承認3D打印此刻更適合用于交單量較低的汽車制造當中。
今年3月,福特對外宣布自己正在測試用于制造大型汽車零部件的3D打印技術,欲以此推動汽車零部件量產。合作方是3D打印巨頭Stratasys公司,要打印的是大型工具、固定裝置和組件,但依舊是小批量。
福特們要想沖破這種被動局面,很大程度上取決于“致命傷”什么時候會被治好。不過,一旦3D打印技術的提升與技術鏈的構建愈加相輔相成,行業(yè)就會滋生新的靈感和方向。
人性化的未來
對消費者來說,“3D打印一輛車”這件事講到這里,已經可以看見3D打印技術與汽車制造之間的聯結愈加緊密的趨勢。再假設一下,若在不久的未來,“致命傷”已除,屆時3D打印能夠給消費者帶來的體驗會有多美妙。
其中,個性化定制和智能化設計是最突出的兩點。
個性化定制,“所見即所得”,指的不只是定制一件衣服,同樣也是定制一輛屬于自己的汽車,就像小時候捏橡皮泥。消費者可以依據自身性格、喜好、習慣對制造商提出要求,具體到座椅顏色、儀表盤排布、甚至汽車的外觀形狀……而且這些要求都能提前可視化,中途也可以更改,3D打印的精準度優(yōu)勢由此可見。
智能化設計更難想象一點,舉個輪胎的例子吧。米其林最近展示的一款VisionaryConcept非充氣式概念輪胎,稱應用了冷固化3D打印技術,所以輪胎胎面可以由車主自行設計、隨時更換。
米其林說,輪胎可以向汽車發(fā)送胎面的磨損信息,汽車便可以根據行駛的路況重新打印輪胎。信息會通過App顯示在駕駛者的手機上,胎面也能提前被預訂打印。
聽上去,概念輪胎不僅把手工換胎里的“手工”抹去了,也給3D打印在整車智能應用上提供了靈感。在打印一輛車可能只需要幾個小時的未來,將計算機的設計數據與手機應用結合,消費者自己就能打印一臺車的可能性,越來越大。
而不論是個性化還是智能化,終點都是人性化。如果3D打印技術在汽車領域的應用堅持這個方向,被扭轉命運的可能不僅是汽車本身,還有整個汽車制造產業(yè)鏈。在這個層面上,流水線的生產模式會逐漸被削弱,汽車的制造流程會更快、更新、更貼近“人”。