若3D打印能廣泛應用在汽車制造業中，會產生哪些化學反應？

AEE汽車工程會議 

3D打印技術相信不少人都略有耳聞，自1986年美國科學家Charles Hull開發出世界上第一臺3D印刷機，至今已超過了30年，不過近些年才走入人們的視線中并引發熱議。3D打印可以應用在國際空間站、醫學領域、汽車行業、電子行業等，并且已經有不少的成功案例。3D打印技術被不少學者看好，稱其“前途無量”甚至可以顛覆某些行業。

就拿我們朝夕相處的汽車來說，3D打印技術應用在汽車制造上其實早已經不是什么新鮮的事情。2010年的時候，由美國Jim Kor團隊研發的采用3D打印技術制造的6:1模型車，這也是世界上首款3D打印汽車。不過3D打印出來第一輛能跑的汽車，要說2014年由美國Local Motors公司設計制造一款名叫“Strati”的小巧兩座家用車，這輛車利用一臺超大的3D打印機制造了40個零部件，連車身都是一體成型。

其余如傳動系統、懸架、電池、輪胎、線路、電動馬達等零部件是采用傳統工藝制造，這部車從零部件生產到組裝好歷時45個小時，全身共49個零部件。相比我們所熟知的，由上萬個零部件組成的傳統汽車，“Strati”可以說是非常簡潔了。

不過這么多年過去了，3D打印技術還沒有全面覆蓋到傳統汽車的整車制造上，處于概念的宣傳力度大于實際應用的狀態。在傳統汽車制造業中，如徽標、擋泥板、方向盤、儀表板等等普通零部件的制造成功應用了3D打印技術。但高性能零部件的3D打印技術還有待探索。不過今年3月，本田的研發部門與軟件公司Autodesk展開合作，雙方設計了一款曲柄軸并利用3D打印技術制造樣品。據悉，這款曲柄軸相比傳統制造的曲柄軸能實現大幅減重30%。但曲柄軸這種發動機核心部件工作強度高，耐磨損程度還需進一步去測試。如果這款曲柄軸能成功應用在量產汽車上，是否意味著會有越來越多高性能零部件可以用3D打印技術來制造？答案是肯定的，但目前來說還不太現實。

不可否認，3D打印技術在汽車制造業有著巨大潛力，相比傳統制造方式有著不可比擬的優勢。舉個例子，車身的鈑金覆蓋件需要經歷開模沖壓、三維切割、修邊、沖孔等多道復雜的工序，但如果利用3D打印技術，就可以省略模具設計與制造，在CAD上設計好圖形即可，精簡了工序與制造周期。

但3D打印技術的限制也不少，目前來說3D在批量生產方面和傳統工業生產還無法對比，標準化作業無法大規模實現。這對追求高效生產的汽車制造業來說，在這一點上兩者無疑是不契合的。另外，3D打印技術在材料上也存在限制，昂貴和稀有的材料無法實現打印，加上這方面的復合型人才缺乏等等原因，都使得3D打印技術在整車制造上暫時無法廣泛應用。

但時代在發展，科技也一直在進步。假以時日3D打印技術沖破層層障礙，能在汽車制造業上廣泛應用的話，將產生哪些“化學反應”？

在全世界節能減排、保護環境的大背景下，各大車企為應對各國制定的法律法規，努力提高發動機熱效率，減少二氧化碳的排放，另外就是在輕量化方面入手。前面已經提到本田利用3D打印技術制造的曲軸柄重量能減輕30%。如果整車零部件都能大幅減重，那么就可以很大程度上降低燃油的消耗，達到減排的目的，同時提高續航里程。就好比同一個人，正常跑步和負重30公斤跑步2公里這兩種情況，體力消耗的速度和程度肯定存在很大的差距。

對于車企而言，汽車輕量化有助于自家車型的排放能符合該國相關的法律法規。而且相同的動力總成下，整車重量更輕加速性能會明顯提升。改裝圈有句話叫“馬力大10匹，不如車重輕10斤”，說的就是這個道理。此外對于消費者而言，燃油消耗大幅降低意味著用車成本也隨之降低。

一款新車從研發到最后量產，一般需要3-5年時間。如果能利用3D技術，那么在制作一個量產車的油泥模上就可以迅速完成，并通過油泥模型發現細部結構和一些在效果圖中未發現的問題進行修改和處理。另外，還可以用3D打印生產出騾車(研發階段的測試車)所需的零部件，進行測試和驗證，然后對出現的問題進行優化和改良，最后再進行新車批量生產。3D打印技術在這一系列研發生產過程中，能起到降低研發成本和縮短研發周期的作用。正所謂羊毛出在羊身上，一款車研發生產成本高，最終還是消費者來買單。降低了成本，那么終端銷售的價格也相應降低，消費者可以用更少的錢來購車。

還有我們或多或少都聽過某一款車現在賣得很火，但產能有限需要加價才能優先提車。因為汽車生產制造有著一條龐大的供應鏈，由原材料采購、零部件生產、整車裝備、物流、分銷等等組成。舉個例子，如果零部件生產商的產能跟不上，勢必會影響整車裝備的產量，再影響到整個供應鏈。因此，如果3D打印技術能提高供應鏈的效率，那么就可以拓展整個供應鏈的利潤空間。

總而言之，3D打印技術在汽車制造業的巨大潛力令人期許，或許某一天我們就能開上3D打印的汽車。但就目前的技術水平而言，3D打印廣泛應用在汽車制造上，還有很長一段路要走。

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