據(jù)Wohlers報告，在全球范圍來說，汽車已經(jīng)成為3D打印技術(shù)最大的行業(yè)應用。寶馬、奔馳、通用、布加迪、大眾、特斯拉等一批汽車廠商紛紛采用3D打印技術(shù)。一輛車有近3萬個零件，未來可能會有100個甚至1000個適合3D打印的嗎？

南極熊獲悉，2020年12月14日，美國汽車制造商通用汽車宣布，在美國底特律市郊的沃倫技術(shù)中心（Warren Tech Center）新開了一個車間，部署了24臺3D打印機，推動3D打印技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)的應用和發(fā)展。截至現(xiàn)在，通用汽車在沃倫的技術(shù)中心共有75臺工業(yè)級3D打印機，每年打印約30，000個原型零件。

通用的“增材工業(yè)化中心（Additive Industrialization Center ，AIC）”的發(fā)展目標是將3D打印產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)更多的產(chǎn)品和汽車零部件，徹底改變汽車的制造工藝、縮短開發(fā)時間、降低成本、以及提升品質(zhì)。通用汽車轉(zhuǎn)型的核心之一，在于變成一個更加敏捷、創(chuàng)新的公司，而3D打印將在這一使命中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

通用汽車已經(jīng)將3D打印用于汽車原型已有30年了，但是現(xiàn)在它已應用在生產(chǎn)車輛和制造工廠的工具中。過去幾年，通用汽車在“增材工業(yè)化中心”建設(shè)上投入大量資源。盡管新冠病毒大流行，2020年通用汽車還是建立了15，000平方英尺的增材工業(yè)化中心。新部署的3D打印機已具備生產(chǎn)能力，支持通過激光燒結(jié)、熔融沉積、多射流熔融等技術(shù)，將聚合物和金屬原材料，3D打印成汽車零部件。

通用汽車表示，AIC現(xiàn)在生產(chǎn)的許多零件都是用于試生產(chǎn)汽車的功能性原型。那些功能強大的3D打印原型可以降低工具成本，并使工程師能夠快速進行設(shè)計更改并減少開發(fā)時間。通用汽車越來越多地利用3D打印的好處，從原型開發(fā)到制造工具和生產(chǎn)工具。隨著AIC的開放，他們將繼續(xù)加速在整個組織中采用這項技術(shù)。

△3D打印的暖通空調(diào)管道和線束支架

團隊3D打印了用于開發(fā)2020 Chevrolet Corvette的制動冷卻管，節(jié)省了九周的開發(fā)時間，并將成本降低了60％以上。

通用介紹，利用3D打印技術(shù)加工而成的汽車零配件具有傳統(tǒng)工藝所不能比擬的優(yōu)勢。例如，使用傳統(tǒng)加工工藝制作一個零配件，其生產(chǎn)時間動輒需要數(shù)周乃至數(shù)月，但利用3D打印技術(shù)僅需一天就可以完成定制環(huán)節(jié)，還能節(jié)省下大量能源成本及工具成本。

△雪佛蘭 Corvette C8．R 賽車上的鋁制油箱和進氣組件原本需要8個單獨的組件，但利用3D打印技術(shù)，8個組件實現(xiàn)一體成型，并消除了14條焊縫，整體重量也減輕了40％。

△它所采用的生成式設(shè)計 是一種設(shè)計探索技術(shù)，使用基于AI的算法來根據(jù)實際因素制造約束和產(chǎn)品性能要求（例如強度、重量、材料等）同時生成多個有效解決方案。工程師可以以比以往任何時候都更快的速度探索和選擇更多可用于制造的設(shè)計方案。他們擺脫了重復的設(shè)計任務，因此可以專注于更高價值的決策，例如最大限度地提高零件性能

目前，通用汽車將3D打印零件的使用一般只在產(chǎn)量比較少的車型上，這是最具成本效益的地方。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，在雪佛蘭Silverado皮卡之類的大產(chǎn)量車輛上可能會有使用空間。

除了汽車，通用汽車還生產(chǎn)許多3D打印工具，用于組裝汽車。通用汽車可以將零件的組件整合到一個優(yōu)化的設(shè)計中，3D打印的工具更輕巧、更簡單。此外通用汽車還在德克薩斯州的阿靈頓裝配廠部署了 3D 打印機，輔以將近 100 款手動工具，為雪佛蘭 Tahoe、GMC Yukon、凱迪拉克 Escalade 等全尺寸SUV 的制造提供了支持。

凱迪拉克CT4－V／CT5－V Blackwing用上終端3D打印零件

2020年12月，凱迪拉克官方曝光了CT4－V和CT5－V Blackwing車型的手動擋桿圖片，新車上將使用3D生產(chǎn)的零件。CT4－V和CT5－V Blackwing將是通用集團首批包含功能性3D打印組件的量產(chǎn)車。擋桿上的獨特紀念章就是3D打印制造。

V系列Blackwing車型將成為通用汽車首款具有3D打印功能部件的量產(chǎn)車。其中包括兩個HVAC導管和一個線束支架。此外，手動擋桿上獨特紀念章也使用3D打印以彰顯這項技術(shù)的應用。通過利用3D打印制造技術(shù)，凱迪拉克能夠在開發(fā)手動變速器時降低成本和浪費。

3D打印汽車應用的未來

最近幾年，南極熊觀察到，增材制造的成本已快速下降，例如某些光敏樹脂材料從1000多元1升，降到100多元；某些牌號的金屬3D打印粉末價格從2000多元1公斤，降到幾百元。但是對于批量生產(chǎn)而言，它的價格還不夠便宜。對于一家每天生產(chǎn)8，000輛以上汽車的GM公司而言，打印速度仍然太慢。將流程集成到生產(chǎn)線中并非易事。這不僅僅是購買3D打印機就了事了。對于工業(yè)規(guī)模的3D打印，應用有難度。

通用汽車（GM）在古怪的座椅支架等方面前景廣闊?！拔覀兠枯v車上都有30，000個零件，”通用汽車制造商增材設(shè)計和制造總監(jiān)Kevin Quinn說。“未來，可能有100或1，000個零件是可以3D打印的。從現(xiàn)在開始的五年后，這個數(shù)字可以增加到5，000個嗎？從現(xiàn)在起的十年，可以到10，000個嗎？”而最終 結(jié)果可能是更漂亮、更節(jié)能、更輕、更快的汽車。

當然，不要指望很快就能3D打印出整輛車。這不是萬能藥。完全3D打印的汽車，在成本上沒有意義。但是，對于汽車制造商來說，有很多東西可以改變。

責任編輯：PSY