1986年3D印刷機(jī)在美國誕生，拉開了3D打印技術(shù)發(fā)展的帷幕。30多年來，3D打印技術(shù)得到了飛速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，以至于英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志將其推崇為“第三次工業(yè)革命”，美國政府將3D打印技術(shù)作為制造業(yè)發(fā)展的首要戰(zhàn)略任務(wù)。

3D打�。ㄍǔＲ卜Q為“增材制造”）技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在有多種技術(shù)途徑，通常根據(jù)使用材料的不同和構(gòu)建物體方式的不同進(jìn)行分類，可分為光固化成型（SLA）、電子束自由成形（EBF）、直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）、電子束熔化成型（EBM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、3DP等。目前3D打印技術(shù)已逐步應(yīng)用于汽車、航空航天、船舶、醫(yī)學(xué)、建筑、服飾、食品等多個(gè)領(lǐng)域。

一、3D打印在汽車制造中的應(yīng)用

1. 3D打印汽車的發(fā)展歷程

2010年11月，世界*輛3D打印汽車問世，這是由美國Jim Kor團(tuán)隊(duì)研發(fā)的采用3D打印技術(shù)制造的6︰1模型車，名叫Urbee。2013年初*臺原型車Urbee2誕生，Urbee2一半以上的零件是由3D打印的。

2014年，*輛3D打印電動(dòng)車Strati橫空出世，這是一輛只有40個(gè)零部件的3D打印汽車，整個(gè)打印時(shí)間僅44小時(shí)。

2015年，美國DM公司打造了全球*款3D打印跑車——刀鋒（見圖1），該車采用3D打印汽車零部件，然后人工組裝而成。同年，三亞思海3D公司研發(fā)出了中國的3D打印汽車。

2016年，全球七大3D打印概念車面市，世界各大品牌汽車紛紛推出了自己的*新設(shè)計(jì)。2019年，國內(nèi)XEV公司設(shè)計(jì)出世界*款量產(chǎn)3D打印電動(dòng)汽車。

2. 3D打印技術(shù)在汽車業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然關(guān)于3D打印汽車的新聞屢有報(bào)道，但是細(xì)心的讀者不難發(fā)現(xiàn)，3D打印汽車這個(gè)概念的宣傳力度大于實(shí)際應(yīng)用，以上述七大概念車為例，3D打印組件僅占整車中很小的一部分，而且還是非承力件。因此有分析人士認(rèn)為，3D打印汽車更多的是在宣傳一種技術(shù)發(fā)展理念，通過這一理念來拉動(dòng)消費(fèi)，并不是真的要采用3D打印來生產(chǎn)汽車。

然而，3D打印作為一項(xiàng)新興技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)越性，依然在汽車業(yè)中有著許多成功的應(yīng)用案例。下面從汽車設(shè)計(jì)、制造和消費(fèi)的不同階段來分析3D打印技術(shù)在汽車業(yè)中的應(yīng)用。

在汽車設(shè)計(jì)階段，3D打印可快速制作概念模型和功能原型，在產(chǎn)品研發(fā)初期大大縮短汽車零部件的驗(yàn)證時(shí)間，從而縮短汽車的研發(fā)周期，并盡可能地降低由于設(shè)計(jì)方面的原因而造成的成本浪費(fèi)。例如，蘭博基尼采用3D打印技術(shù)研制引擎管路，實(shí)現(xiàn)了用較短的時(shí)間完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制作。

在汽車制造階段，汽車的外飾包括車燈、保險(xiǎn)杠、徽標(biāo)、擋泥板等，汽車的內(nèi)飾包括聲學(xué)系統(tǒng)、方向盤、儀表板、操作桿等，以及底盤、車身等都成功應(yīng)用了3D打印技術(shù)。據(jù)報(bào)道，3D打印技術(shù)的應(yīng)用在縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本方面發(fā)揮了重要作用。

汽車消費(fèi)階段，也就是說汽車進(jìn)入消費(fèi)者手中，廠商需要對其車輛進(jìn)行維保、修復(fù)，在這一領(lǐng)域，3D打印技術(shù)可謂大展身手。比如，保時(shí)捷采用3D打印技術(shù)為經(jīng)典汽車生產(chǎn)零備件，奔馳公司采用3D打印的零部件修復(fù)20世紀(jì)50年代的跑車，寶馬公司采用3D打印零件修復(fù)老舊座駕。此外，在汽車零部件的供應(yīng)鏈中，應(yīng)用3D打印技術(shù)已是目前各大公司的追求目標(biāo)。

3. 3D打印是噱頭還是工業(yè)革命？

在3D打印技術(shù)發(fā)展的如火如荼的時(shí)候，也有業(yè)內(nèi)人士指出，3D打印技術(shù)在批量生產(chǎn)方面還無法與傳統(tǒng)工業(yè)相比，標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)還無法大規(guī)模實(shí)現(xiàn)，打印材料遠(yuǎn)未達(dá)到廣泛使用的要求，高性能零部件的打印技術(shù)還沒有形成，復(fù)合型人才的缺乏等，都限制了3D打印技術(shù)的推廣應(yīng)用，更不要說3D打印整車了，3D打印汽車也只是一個(gè)博人眼球的噱頭而已。

另一方面的聲音就很樂觀了。早在2014年就有學(xué)者撰文《3D打印技術(shù)顛覆汽車制造業(yè)》，提出了3D打印技術(shù)將*汽車制造業(yè)的觀點(diǎn)。2016年，《美國汽車新聞》評選出全球十二大汽車行業(yè)的顛覆者，3D打印位居榜首。由此可見3D打印技術(shù)的先進(jìn)性。

3D打印是“噱頭”還是“工業(yè)革命”？我們應(yīng)該客觀評價(jià)3D打印技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，既不要抵觸，也不要神話。作為一種新興的科學(xué)技術(shù)，3D打印有著傳統(tǒng)工藝無法比擬的優(yōu)勢，但不可否認(rèn)也存在無法克服的缺陷，我們應(yīng)該做的是盡可能的發(fā)揮其長處，在生產(chǎn)中取得更高的效益。

4. 3D打印汽車的發(fā)展前景

（1）分析3D打印技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用前景之前，不妨先分析一下汽車未來發(fā)展的方向特點(diǎn)，歸納起來有以下四個(gè)方面。

新能源：2019年7月1-3日，世界新能源汽車大會(huì)在海南博鰲隆重召開，大會(huì)聚集了全球?qū)＜液途�英，就新能源汽車的�?chuàng)新、市場、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級等問題進(jìn)行研討。近幾年來，我國的新能源汽車產(chǎn)銷量持續(xù)增長，而新能源汽車中純電動(dòng)車占比超過80%。在全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和環(huán)境持續(xù)改善的產(chǎn)業(yè)要求下，新能源汽車將是未來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

輕量化：世界各國為提高車輛燃油效率，減少二氧化碳的排放量，紛紛制定法律法規(guī)，以促進(jìn)改善環(huán)境。在全世界節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的大背景下，汽車輕量化成為汽車行業(yè)發(fā)展的重要方向之一。

智能化：汽車產(chǎn)業(yè)的智能化可分為兩個(gè)方面，智能制造和智能駕駛。智能制造是制造業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，汽車行業(yè)自然也不例外。華為5G+C-V2X車載通信技術(shù)的開發(fā)，為智能駕駛提供了新的技術(shù)保障，未來的汽車有可能像科幻片中的汽車一樣，我們坐在車?yán)�，說出目的地，汽車會(huì)自動(dòng)、安全地將我們送到。

個(gè)性化：個(gè)性化定制彰顯個(gè)性魅力，滿足不同消費(fèi)者的個(gè)性需求，將是未來汽車開發(fā)的方向之一。在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，個(gè)性化定制是一部分人的消費(fèi)專利，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，個(gè)性化定制必將走入尋常百姓家。

（2）通過以上對汽車未來發(fā)展方向的分析，汽車的研發(fā)與制造會(huì)發(fā)生以下幾方面的變化。

汽車構(gòu)造的重新設(shè)計(jì)：有人曾經(jīng)設(shè)想，電動(dòng)汽車的研發(fā)，取代了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，整個(gè)汽車的構(gòu)造發(fā)生了重大變化。可將電機(jī)裝入輪轂中，由導(dǎo)線連接電池，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)等都不需要了，取而代之的是車載通信、音響視頻系統(tǒng)等。

復(fù)雜構(gòu)件的制造：汽車輕量化不僅可以從使用輕型材料來實(shí)現(xiàn)，還可以從復(fù)雜構(gòu)件的設(shè)計(jì)上達(dá)到減輕重量的目的。

私人定制：汽車在保障必要功能的前提下，其外觀和個(gè)性需求受到消費(fèi)者的重視，也是爭奪市場的有利武器，因此私人定制也是汽車制造的重點(diǎn)關(guān)注方向之一。

（3）綜上所述，3D打印技術(shù)的優(yōu)勢正好將在未來汽車制造業(yè)中大顯身手，主要有以下四個(gè)方面。

縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本：3D打印在未來汽車研發(fā)階段的應(yīng)用就不僅僅是單個(gè)零部件的試制，而是整個(gè)車的結(jié)構(gòu)、布局的研發(fā)，大概還沒人知道未來汽車是什么樣子，誰能占領(lǐng)3D打印技術(shù)的制高點(diǎn)，誰就能用*低的研發(fā)成本，不斷地推陳出新，快速占領(lǐng)市場。

汽車輕量化的有力武器：以往的汽車輕量化多注重輕型材料的選擇，受到生產(chǎn)工藝的限制很難從結(jié)構(gòu)上做文章，而3D打印技術(shù)打破了這一瓶頸限制。3D打印在生產(chǎn)多孔、空腔類復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢，為汽車輕量化開辟了新的發(fā)展方向。

個(gè)性化設(shè)計(jì)：3D打印不需要傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造過程，而只需要CAD設(shè)計(jì)圖形即可，因此可以使用不太高的成本來滿足不同客戶的個(gè)性化需求，這些個(gè)性化設(shè)計(jì)包括車型、車飾等等。例如圖2這款造型可愛的汽車，會(huì)受到眾多愛美人士的喜愛。

零部件供應(yīng)：3D打印零部件的供應(yīng)依然是未來汽車業(yè)的重要發(fā)展方向之一，與以往不同的是，在3D打印技術(shù)日漸成熟之后，3D打印所能提供的零件種類會(huì)越來越多，今后在整個(gè)零件供應(yīng)鏈中，尤其是已經(jīng)停產(chǎn)的車型，可能將不再有實(shí)物零件的存儲，而只要保留各零部件的相關(guān)數(shù)據(jù)，需要時(shí)打印就可以了（見圖3）。

二、中國汽車制造業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

3D打印技術(shù)雖然發(fā)展的時(shí)間不長，但發(fā)展速度之快令人驚奇，在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛，這種形勢會(huì)對中國的汽車制造業(yè)帶來哪些影響呢？

1.中國汽車制造業(yè)的發(fā)展機(jī)遇

目前在普通消費(fèi)者眼中，國產(chǎn)汽車還普遍處于較低端的市場，其性能和品牌影響力遠(yuǎn)不如進(jìn)口汽車品牌，在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝條件下，國產(chǎn)汽車一直處于追趕地位。在新的形勢下，全球汽車企業(yè)都面臨著轉(zhuǎn)型升級，恰逢3D打印技術(shù)的應(yīng)用，將世界各國的汽車生產(chǎn)企業(yè)拉到了同一起跑線上。而在3D打印技術(shù)上，中國處于世界前列，部分技術(shù)還處于世界*水平。面對新的形勢，中國企業(yè)似乎還處于優(yōu)勢地位。抓住這一機(jī)遇，充分發(fā)揮3D打印技術(shù)的優(yōu)勢，助力汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，將有望在不遠(yuǎn)的將來成就自己的世界品牌。

2.中國汽車制造業(yè)面對的挑戰(zhàn)

中國車企在面臨新的發(fā)展機(jī)遇時(shí)，同樣也面對著巨大的挑戰(zhàn)。一方面在傳統(tǒng)汽車制造業(yè)領(lǐng)域我們相對落后，即使在同一起跑線上，對手同樣強(qiáng)大；另一方面，任何一項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用都存在一些潛在的風(fēng)險(xiǎn)，比如新技術(shù)與傳統(tǒng)工藝的兼容性、適用性、產(chǎn)品的可靠性、人員對新技術(shù)的適應(yīng)性等，都會(huì)影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，中國車企面臨的挑戰(zhàn)同樣不可小覷。

三、結(jié)束語

3D打印是一項(xiàng)新興技術(shù)，其發(fā)展前景是令人欣喜的。3D打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用必將推動(dòng)各行各業(yè)的快速發(fā)展，汽車制造業(yè)在新的形勢下也將發(fā)生翻天覆地的變化。中國汽車制造企業(yè)應(yīng)該積極應(yīng)對，加強(qiáng)新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，成就自己的民族品牌。

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