深度解读：3D打印技术在汽车产业的应用东莞高埗

随着“工业4.0”概念的不断发布，3D打印作为革命的核心技术支撑之一，近年来又一次推向市场，并在许多行业得到应用。汽车零部件制造是三维打印技术的关键推广领域，处于制造业的重要地位。那么，目前3D打印技术在汽车工业中的研究和应用呢?目前最大的技术瓶颈是什么?未来将采取什么形式?这类问题也受到业界的热烈讨论。

3D打印是什么?

在讨论3D打印车之前，推广了3D打印的概念：3D打印是一种快速原型技术，也称为材料添加制造技术，该技术基于数字模型文件，并使用诸如粉末金属或塑料之类的粘合材料来逐层构造对象层。与普通打印机相比，3D打印机的“墨水”是原材料，它通过堆叠几层材料来实现三维效果。许多人把这个过程比作构建块，它们有点相似。

深度解读：3D打印技术在汽车产业的应用

在3D打印方面，难免会有人将其与数控技术进行比较，数控技术被誉为“当今机械加工制造领域的经典工作”。在葛世伟的课堂讨论中，徐晓舒博士指出这两种技术是不同的。三维打印是一种附加的材料制造，用于增加相应的材料来塑造工件。数控是一种材料减缩制造，是去除多余的材料形成工件。他们都有各自的优势。数控系统的加工精度高于三维打印，三维打印可制造零件的复杂度远高于数控系统。三维打印是传统处理方法的重要补充。它的主要功能不是替代而是补充，所以三维打印和数控结合是一种很好的形式。

3D打印技术的优势在于，通过消除开放式模具连接的发展，缩短新产品的开发周期，可以为复杂结构金属零件节省更多的人力、财力和时间。此外，三维打印技术可以使金属零件的力学性能和精度达到锻件的指标，保证汽车零部件的精度和强度要求。

3D打印继续升级，但仍不适合批量生产

观看过007系列的最新电影SkyFall的观众肯定会对1960年阿斯顿马丁DB5汽车被炸成碎片的事实感到不满。事实上，烧毁的豪华车是由3D打印技术制造的。

事实上，3D打印不是一个新概念，已经近三十年了，但是3D打印车的出现并不远离我们。2013年上半年，一辆名为Urbee2的汽车诞生，其前身Urbee最早于2010年推出。然而，当时由于种种问题，它只是处于概念阶段。URBEE 2包含50多个3D打印组件，但这比传统的制造过程更简单。除了底盘、动力系统和电子设备外，超过50%的车辆都是用ABS塑料印制的。URBEE2花了2500个小时，这意味着花了100天时间才能打印出这样的车日和夜晚。

2014年，当地汽车推出了Strati(Strady)3D打印车的升级版。这款车的第一个改进是它的底盘也采用了三维打印技术，随后它的打印时间仅为44小时。随着装配时间的增加，最新数据表明Strati只需三天就可以完成。从100多天到3天，效率的快速提高表明3D打印车的未来发展是不可预测的。

2014年，当地汽车推出了升级版的3D打印车Strati(Strati)，它取得了进展，首先是它的底盘也是利用3D打印技术制造的，其次，它只用了44个小时就能打印出来。随着装配时间的增加，最新数据表明Strati只需三天就可以完成。从100多天到3天，效率的快速提高表明3D打印车的未来发展是不可预测的。

最近，德国独立汽车设计Edag在内瓦车展上推出了一款3D打印概念车LightCocon。这辆新车的外壳只有每平方米19克重，相当于一张A4纸的四分之一。

就在不久前，独立的德国汽车设计EDAG在日内瓦车展上推出了一款3D打印概念车LightCoogo，其重量仅为每平方米19克，即A4纸的1/4。

尽管3D打印工具的兴起和升级，徐博士在《格什威教室》中指出，“3D打印技术在汽车领域的应用还不是很强，因为汽车是批量生产的产品，3D打印更适合生产。个性化产品和小批量产品。”

虽然 3D 打印汽车在不断兴起和升级，但在世界微课中，徐博士非常现实地指出，“3D 打印技术还不是它在汽车领域的强项，因为汽车是量产产品，现在 3D 打印更适合个性化产品和小批量产品。””

三维打印在汽车上的应用图形

目前，3D打印技术主要有以下7种基本类型：材料熔融挤出有限差分(FDM)、粘合喷涂3DP、材料液滴喷涂、粉末贴片熔炼、直接能量沉积透镜、薄材料叠加LOM、光敏树脂贴片SLA。其中，FDM、粉末熔化和SLA已在汽车工业中得到应用。徐博士说，目前有五个主要的应用领域：1、设计;2、复杂结构件的直接制造;3、汽车轻量化结构件的制造;4、定制的工件和测试仪器;5、车型的制造。

然而，值得一提的是，3D打印设备的实际意义在于帮助您提高设计或产品样品制备过程中某些环节的效率，而不是完全取代整个过程。就像乌尔比一样，3D打印机可以打印车身外壳、减肥体、个性化设计，但电机等关键部件仍来自于传统的制造业。与传统汽车制造业最大的区别在于，3D打印汽车首先打印出一个完整的车身，然后填充其他零件，而不是将车身的所有零件组装在一起。

深释：三维印刷技术在汽车工业中的应用

然而，值得一提的是，3D打印设备的实际意义在于帮助您提高设计或产品样品制备过程中某些环节的效率，而不是完全取代整个过程。就像乌尔比一样，3D打印机可以打印车身外壳、减肥体、个性化设计，但电机等关键部件仍来自于传统的制造业。与传统汽车制造业最大的区别在于，3D打印汽车首先打印出一个完整的车身，然后填充其他零件，而不是将车身的所有零件组装在一起。

瓶颈：材料种类少 价格高

当被问及3D打印在汽车应用中的主要瓶颈时，徐博士说：“目前，用于3D打印的3D打印材料种类非常有限，其中采用选择性激光烧结(SLS)印刷的主流材料是尼龙、玻璃珠复合材料、直接金属成型材料和间接金属成型材料。然而，这些材料与实际用于汽车的材料仍有很大的差距。”

除了小品种外，材料3D打印的另一个障碍是成本。为此，徐博士解释道，“材料成本是一个相对的概念。在非常小的批次中，模具的成本分散在单个产品上，因此它的单个产品将更昂贵，但是如果它是以3D打印的，这个问题在模型中不存在，所以以3D打印单个或小批次的产品相对便宜。像每年数十万辆汽车这样的批量生产，暂时使用3D打印是不符合成本效益的。”

总结：

针对未来3D打印的发展趋势，个性化定制是未来3D打印最适合的领域。在其发展过程中，材料将多样化，然后打印机将被串行化，并从大小和温度形成一个系列。一般来说，由于3D打印的材料、成本等方面的限制，3D打印在汽车工业中的应用还有很长的路要走，从梦想到现实还有很长的路要走，但在“智能”盛行、一切皆有可能的今天，这个“梦想”也许会实现!继续期待!

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