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3D打印技术将如何影响汽车产业?

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发布时间:
2019/09/24 14:59
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【摘要】:

  3D打印可以方便快捷并精确地制造造型复杂的物体,但材料性能和成本却也限制了其应用范围,3D打印会对汽车行业造成什么影响呢?

 

  最近两年,3D打印技术越来越被人们所看好。美国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,美国已经完成了第一款用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已在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?
  就目前阶段3D打印技术的情况,3D打印出成品的汽车的所有零件,或者直接打印出一台汽车,还是不现实的。即使可以打印出来,这辆车也是消费者买不起,用不长久的。所以,3D打印技术对汽车行业来说,更大地意义在于设计和开发层面。

 

  (一)设计层面
  传统上,设计师设计一辆汽车,要先从图纸开始,然后用设计软件把概念化的汽车造型变成精确的数据和3D模型。如果没有3D打印技术,下一步就是油泥模型了。
  设计师要先像木匠一样,敲敲打打的制作汽车的骨架;然后像泥瓦匠一样,把滑石粉、凡士林、工业用蜡混合起来制作油泥,然后一层层涂到骨架上;最后,再像艺术家一样,把油泥刮出形状,作出最后的模型,看看画纸上、电脑上的模型在现实中是什么样子。这个过程还是手工业时代的过程,费时费力。
  而使用3D打印技术,设计师只要把电脑制作的3D模型输入3D打印机,3D打印机很快就可以把油泥模型3D打印出来,效率可以大幅度提升。一步进入信息时代。
  汽车不仅仅有一个外壳,汽车内的各个零件如换挡手柄、仪表盘、手套箱、车门把手......,都有一个从电脑到实物的过程。
  使用3D打印技术,工程师在电脑上完成模型设计,设计人员则只需几分钟就能获得实体的打印模型,然后整个研发团队的每个专业人员都可以在打印模型基础上对其进行修改,并与团队中的其他人即时分享对设计方案的改进,实现“所见即所得”,大幅度提高汽车设计的效率。
 

 

  (二)开发层面
  3D打印技术最大的优点是可以方便快捷的制作高精度造型复杂的零件。而汽车中恰恰是有很多造型复杂的高精度零件。
  对于批量比较小、达不到开模规模的高端车而言,3D打印也可以直接制作一些材料能够满足要求的零件,降低成本,譬如F1赛车、豪华车、超跑的一些零件。
  对于需要大批量生产的零件,3D打印因为材料和成本的原因未必能适用。但是3D打印可以制造使用零件,尤其是一些造型非常复杂、精度要求高、需要反复调试的零件。3D打印可以快速制作出一系列具有细微差异的可测试零件来帮助开发出最合适的零件,以确保最后定型生产的是选用了最好的零零件。而由此带来的好处是提高了整个开发效率,缩短了上市周期,并降低了时间和成本,诸如排气歧管、差速器壳、后桥等零件都通过这种方式进行原型开发。
  综合来看,3D打印技术可以大幅度降低汽车开发过程中,和制造过程中的成本,提升工作效率,降低新车型新零件的开发时间,最终这些会反应到汽车的价格和品质上,品质更好,技术更完善、价格更便宜的汽车会因为3D打印技术的普及而出现,消费者也会从中收益至于3D打印直接打印出未来大批量生产的汽车,目前还言之过早,至少在大批量3D打印成本降低到传统工艺的水平之前不会出现。