十年前，首輛由3D打印技術(shù)打造的汽車Strati問世。這輛車是美國亞利桑那州的Local Motors公司，在2014年的國際制造技術(shù)展上，僅用六天時間就制造完成的，包括打印零部件和組裝在內(nèi)的總耗時為44小時。相較于傳統(tǒng)汽車擁有超過兩萬個零部件，Strati只有40個零部件。

德勤之前發(fā)布的《汽車行業(yè)的3D機(jī)會》報(bào)告指出，在汽車行業(yè)中，制造商們利用3D打印制作各種原型已經(jīng)十分普遍，這有助于加速設(shè)計(jì)迭代過程。同時，近幾年3D打印用于生產(chǎn)最終使用零件的例子也在逐漸增加。根據(jù)SmarTechAnalysis的市場研究報(bào)告預(yù)測，到2029年，汽車行業(yè)中3D打印最終使用零件的產(chǎn)值可能達(dá)到約90億美元。

汽車制造商擁抱3D打印技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車行業(yè)已占據(jù)3D打印機(jī)市場逾16%的份額，并且這一數(shù)字還在持續(xù)增長。除了原型測試之外，如保時捷和奔馳等頂級汽車制造商已開始利用3D打印來生產(chǎn)最終使用的汽車零部件。這種趨勢不僅在國外流行，澳大利亞的汽車制造商也在采用增材制造技術(shù)以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本并縮短生產(chǎn)周期。

在全球范圍內(nèi)，3D打印在汽車工業(yè)的應(yīng)用正迅速擴(kuò)展。例如，德國昆士蘭先進(jìn)制造公司（AMQ）已成功運(yùn)用3D打印技術(shù)制造了數(shù)百個高質(zhì)量汽車零部件，并為福特汽車生產(chǎn)了可用于最終裝配的零件。據(jù)AMQ估計(jì)，每輛汽車約有20%的部件是通過3D打印制造的。這種高效且靈活的生產(chǎn)方式獲得了全球制造商的廣泛認(rèn)可。

寶馬也是一家對3D打印技術(shù)充滿熱情的公司。自1991年開始采用3D打印技術(shù)后，于2020年在慕尼黑開設(shè)了新的3D打印中心，并在短短一年內(nèi)就3D打印了超過30萬個零件，主要用于DTM賽車、勞斯萊斯幻影、寶馬i8敞篷跑車和MINI車型。

業(yè)界多家公司利用3D打印技術(shù)推出了創(chuàng)新應(yīng)用案例，如Broad Reach Engineering為小鵬汽車推出3D打印制動卡鉗，英國Helixx公司推出全電動3D打印送貨車，奧迪使用大幅面3D打印技術(shù)制造汽車座椅等。此外，韓泰輪胎也啟動了尖端3D打印中心以進(jìn)軍汽車模具制造領(lǐng)域。這些例子凸顯了3D打印在汽車行業(yè)中的巨大潛能，并預(yù)示了汽車制造業(yè)未來的發(fā)展趨勢。

3D打印技術(shù)“加快”造車速度

眾所周知，傳統(tǒng)的燃油車從概念設(shè)計(jì)到生產(chǎn)完成大約需要4至5年的時間，而現(xiàn)在很多新能源汽車可能在兩年內(nèi)就能投入生產(chǎn)。面對這種情況，許多傳統(tǒng)制造商不得不修改常規(guī)的試制方式與流程，比如油泥模型的制作。

據(jù)了解，油泥模型可以真實(shí)展示汽車立體形態(tài)，讓人們切實(shí)感受到汽車的設(shè)計(jì)語言，同時也方便汽車設(shè)計(jì)的修改、驗(yàn)證和評審工作。工業(yè)油泥是一種類似橡皮泥的材料，加熱變軟，冷卻后硬化。傳統(tǒng)制作一個1：1內(nèi)部油泥模型通常需要2至3個月，更大的汽車外部模型則通常需要3至4個月的時間才能完成。

因此，眾多整車企業(yè)紛紛引入3D打印設(shè)備。

實(shí)際上，由于3D打印成型限制小，能生產(chǎn)各種復(fù)雜幾何形狀的零件。3D打印充分發(fā)揮了生成式設(shè)計(jì)和拓?fù)鋬?yōu)化的設(shè)計(jì)能力，還能將多個零件合并成一個，從而在提高零件性能的同時減輕重量。但由于產(chǎn)能限制，目前還無法實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。因此，量產(chǎn)車上很少使用3D打印的零件。從長遠(yuǎn)來看，3D打印汽車零部件能夠帶來性能提升、重量減輕和裝配時間減少等優(yōu)點(diǎn)。

目前，使用3D打印零件較多的是賽車、超級跑車以及豪華汽車的定制件和改裝車的改裝配件。此外，一些老款汽車因零件停產(chǎn)也會采用3D打印零件。

業(yè)內(nèi)人士指出，隨著3D打印零件的使用量上升，對汽車行業(yè)的供應(yīng)鏈將產(chǎn)生重大影響。比如，目前提供原型和最終生產(chǎn)零件的供應(yīng)商往往不是同一家。未來很可能僅需一家供應(yīng)商，既能提供原型也能負(fù)責(zé)生產(chǎn)。此外，隨著大量零件合并，供應(yīng)商的數(shù)量也將相應(yīng)減少。

如今，越來越多的汽車廠商開始嘗試使用3D打印的最終使用零件。一直以來，很多零件都受限于生產(chǎn)工藝（無法制造、制造難度大、成本高、后期裝配困難），并非最優(yōu)設(shè)計(jì)。