3D打印能胜任汽车制造吗？

最近，大众汽车旗下的法国超跑品牌布加迪利用3D打印技术，制造出了一个全球最大的八活塞单体成型刹车卡钳。该部件将被应用于2018款布加迪Chiron车型。3D打印技术对于汽车领域来说已不是新鲜事了，通用、大众、奔驰等车企都在通过3D打印来完成汽车研发阶段的原型开发与设计验证。而类似布加迪这样直接运用3D打印关键零部件的还很少见。数据显示，2018款布加迪Chiron的发动机最大动力输出高达1103kW。而借助3D打印技术制造的超大型刹车卡钳可以确保让这台重约1995千克的高性能“猛兽”在极短的时间内从420公里的最高时速完成刹停。

打印小而精的零部件

同是大众旗下的品牌，保时捷最近也通过3D打印技术为保时捷959生产了一款离合器分离杆。保时捷方面表示，其希望通过3D打印来为一些已经停产的经典车型生产零部件。但大众并不是首家使用3D打印零部件的车企。戴勒姆-奔驰的卡车部门在2017年便使用3D打印技术打印出了全金属的节温器盖。该部件可以为奔驰卡车、乌尼莫克以及停产的车型提供服务。

由此看来，3D打印的汽车零部件的强度以及耐久度不仅可以支持汽车正常运作，其质量甚至可以超越原铸件。但是，我们不难发现，无论是奢侈品牌直接用于量产车的3D打印零部件，还是奔驰卡车的售后更换零件服务，它们都属于小批量生产，而对于大批量生产来说，3D打印的成本仍然太高。所以目前看来，3D打印对于汽车零部件制造来说，最合适的方法是小批量生产具有复杂结构或是已经停产的汽车零部件。

即将颠覆整车制造？

近日，意大利电动车制造商 X Electrical Vehicle（XEV）公司宣布，其将与Polymaker合作生产3D打印电动车LSEV，这将是世界上第一款量产的3D打印电动汽车。LSEV通过新的3D打印设备和算法重新设计了汽车的生产流水线，传统汽车的前三大工艺和生产流程被大幅缩减，使得汽车的主要部件数量从传统的上千个减少到几十个，随之而来的生产流程数量和设备种类也比传统工艺减少了十倍以上。由此，汽车制造的周期和成本都会相应地大幅缩减。

传统汽车制造在前期一般需要投入大量资金去建造工厂，并且需要控制生产制造和市场销售的平衡点，这样才有可能在几年后实现盈利。XEV表示，前期工厂流水线投资5亿元便可实现年产5万辆的水平，还可以从投资几千辆的量产水平开始，对资金来说更加灵活。另外，LSEV的所有部件和车身骨架内腔的安装接口都是统一标准化的。也就是说，这些部件的灵活定制将会更加简单，成本也更低。

需要注意的是，即便LSEV的生产工艺确实是一种颠覆创新，但属于低速电动车，真正的大众化传统汽车想要复制这样的3D打印流水线依旧无法实现。但不可置否的是，LSEV的3D打印生产流水线为3D打印汽车的未来发展提供了新的思路。

比起生产和维修，国外行家更看重3D打印对加快原型设计的影响。事实证明，3D打印技术对工程师而言，是快速开发产品原型的一件利器，并以较低的成本将创意立即转化成一个拥有实体的物品。在配合轻量化材料方面，3D打印技术也早已作为一种有效的生产手段，在大众汽车集团内部得到应用。比方说，一个3D打印的A柱窗架重量比普通窗架轻74%，因此在提高车辆燃油经济性方面也有较高价值。

2010-2016年，全球3D打印市场的年均复合增长率为24.6%。3D打印市场规模正在逐年增加。但是，由于我国近几年才引入3D打印技术，与国外相比，整体差距比较大，主要体现在技术和市场应用方面，如研发水平不高、与市场衔接度较低，目前还未产生较大的经济效益。例如，3D打印专用钛合金粉末是制备难度较大的一种耗材粉末，目前基本上被国外市场垄断和技术封锁。在被认为是中国版的“工业4.0”的《中国制造2025》规划中，3D打印（增材制造）作为具有代表性的新兴技术占有重要位置，规划明确指出，3D打印、移动互联网、大数据等新兴技术将重构现有的制造业技术体系，推动实现制造生产方式的变革。作为实现中国制造由大到强转变的重要技术之一，3D打印技术将在汽车行业发挥越来越重要的作用。