🧒🏾 🧜 👌🏿 3D打印改变汽车行业的5种方式 😖 🚶🏿 🤽🏽

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目前尚无法在汽车经销商处购买全3D打印的汽车，但是增材制造技术已在汽车的开发中使用了很多年。每年，尤其是最近，3D打印在生产的各个阶段都占有越来越重要的地位。汽车行业3D打印市场份额的快速增长证明了这一点，预计到2023年将达到25亿美元。

例如，宾利，保时捷，宝马和法拉利等生产豪华车的公司都使用3D打印来制作汽车的定制内饰部件。通用，沃尔沃，福特使用3D打印工具节省金钱，改善设计并缩短交货时间。

Source 3dprinting.com

3D打印不断有新的机会，它变得越来越容易获得。如果第一台3D打印机的价格约为2万美元，那么现在您可以以100美元的价格找到3D设备。现在，公司可以使用添加技术直接在自己的企业中生产必要的组件，而不必依赖供应商。

3D打印机上的新材料可以打印高精度，功能完备的零件。添加剂技术可促进定制产品的生产并提高生产率。

但这仅仅是旅程的开始。接下来，我们将介绍从汽车设计到生产的3D打印推动汽车行业创新的五种主要方式。加一奖金。

1.更改原型制作过程

正是随着原型的制造，汽车行业开始使用3D打印机。与传统方法相比，他们在3D打印原型上花费的时间少得多。

使用Raise3D 3D打印机和ideaMaker，Crazy Grandpa Garage能够自动化创建自定义汽车零件的过程。生产成本降低了50％，结构的可靠性显着提高，完成时间减少了83％。零件现在非常适合汽车。

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使用3D打印，汽车设计师可以快速制作单个零件或组件的原型，从内部零件到仪表板，甚至是全尺寸汽车模型。借助3D原型，最初的想法正在迅速转变为概念的物理体现-概念模型。然后，可以将该概念发展为制造高精度的功能齐全的原型，并在几个阶段的验证之后，开始批量生产。对于汽车行业而言，这些阶段的快速通过至关重要，整个简单的汽车生产线在短短一个小时内使公司的成本非常昂贵。

例如，美国汽车制造商通用汽车公司的装配厂声称，由于2016年收购了3D打印机，节省了30万美元。

Ringbrothers的设计师和工程师在自己的工厂中使用激光立体光刻（SLA），独立于第三方组织。降低成本，缩短开发时间。资料来源：formlabs.com

由Eventuri制造的宝马M4管道，资料来源：ultimaker.com

传统的原型制作花费了很长时间并且很昂贵，特别是因为该产品经过了多次迭代。借助3D打印，您可以在一天之内以更低的成本创建高质量的原型。更多例子。

带有3D打印部件的福特嘉年华ST，艺术。 SEMA 2016，ultimaker.com

因此，通用汽车已与Autodesk签订了合作协议，以使用3D打印机生产用于汽车的低成本轻量化部件。根据Autodesk的说法，现在可以以很小的成本生产工具，固定装置和配件。例如，通用汽车公司用于对准发动机和变速箱标识号的3D打印工具的成本不到3美元。传统制造的工具将花费3,000美元。此外，由于本地生产了新工具，因此可以大大减少由于工具故障而导致的停机时间。

2.创建定制和复杂的零件

日本最老的汽车制造商大发在2016年启动了一个项目，以定制其Copen车型。

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Daihatsu与Stratasys合作，客户可以为其前后保险杠设计和订购定制的3D打印面板，可以选择15种基本设计中的10种不同颜色。

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在欧洲，宝马MINI品牌也使用3D打印可创建个性化的汽车零件。自2018年初以来，MINI客户可以个性化各种装饰元素，例如仪表板，LED门槛和带背光的壁架，以及选择不同的颜色和纹理。然后使用从DLS Carbon到SLS的一系列技术以3D方式打印这些零件。

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大众汽车的ID R Pikes Peak赛车采用了2,000多个3D打印测试件进行设计。

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通过使用3D打印机，可以尝试开发定制设计，从而降低其生产成本。用于创建定制产品的长期制造流程正变得越来越短。

Ringbrothers使用3D打印创建定制的零件，例如通风格栅。资料来源：formlabs.com

大型公司将3D打印技术与传统生产方法结合在一起。大众汽车重新创建了其标志性的1962年微型客车，将汽油发动机替换为120 hp的电动发动机。 20型电动小型货车使用3D打印的零件进行了许多改进。这些改进包括铸铝车轮。即使轮盖，即使它们看起来像是冲压钢，也实际上是在Formlabs SLA 3D打印机上印刷的，然后进行了电镀和抛光。

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SLA 3D打印机功能Formlabs Form 2

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Bentley Speed 6是另一个示例。宾利采用先进技术用于制造散热器格栅，侧面通风口，门把手和排气管的3D金属打印机比当前生产模型中使用的打印机复杂得多。

Bentley使用3D金属打印来创建微米级精度的复杂零件。资料来源：formlabs.com

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3D打印还允许创建无法以其他任何方式制造的零件。

一个明显的例子是布加迪的整体式制动钳。对于某些部件，布加迪会因为其高性能而更喜欢钛，但是用传统方法加工这种金属既昂贵又复杂。 3D打印使布加迪能够制造钛合金制动钳。由于壁薄，卡钳的重量非常轻-几乎是锻铝的两倍。同时，3D打印单体的强度优于铝。由钛制成的3D打印单体具有抗张强度1250 N / mm2。这意味着每平方毫米的钛合金将施加超过125千克的力而不会破坏材料。新型钛卡尺长41厘米，宽21厘米，高13.6厘米，重量仅为2.9千克，而目前使用的铝制重量为4.9千克。

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布加迪的多合一刹车单体是业内最大的功能性3D打印钛合金汽车零件。资料来源：formlabs.com

3.工具和固定装置的生产

各种设备有助于促进和加速生产和组装过程，增加了工人的安全性。汽车工厂和零部件供应商使用大量专门为最终用途设计和优化的定制设备。结果，制造了许多非标准的设备和工具，因此，生产成本增加。

这款带保护轮的3D轮售价为800欧元，但现在只需21欧元即可打印。工具开发时间从56天减少到10天。

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如果将非标准工具和设备的生产委托给使用固体金属或塑料坯料在机器上制造零件的服务提供商，则这可能会使生产延迟数周。

因此，使用传统的生产方法开发收集器引擎和原型可能需要长达四个月的时间，成本约为50万美元。多亏了3D打印，福特公司才能够在短短4天内开发出几种选择，并且价格便宜了99.4％-仅为3,000美元。

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与第三方企业订购相比，添加剂技术可让您在几个小时内完成任务，并显着降低成本。由于增加3D打印模型的复杂性并不需要增加成本，因此可以针对其应用更好地优化产品。在许多情况下，用于3D打印的新型弹性材料使得可以打印塑料零件而不是金属零件，或在3D打印机上创建原型以在工具投入使用之前对其进行测试，

逐渐地，3D打印配件和工具的生产已成为最大的领域之一附加技术的应用。

Pankl Racing Systems使用3D打印设备将工件附着到传送带上。来源：formlabs.com

例如，Pankl Racing Systems使用一组几台Formlabs SLA 3D打印机来制作重要的生产工具。在自动车床齿轮箱零件的多阶段制造中，需要针对每个特定零件设计的一系列固定装置和工具。

使用3D打印，Pankl的工程师能够将制造辅助工具所花费的时间从2-3周减少到大约20小时，减少了90％。成本也下降了80–90％，节省了150,000美元。

过渡到3D打印，启用了大众Autoeuropa将设备开发成本降低了 91％，并将制造时间缩短了95％。

4.解决备件问题

备件一直是汽车行业的难题。对它们有需求，即没有，因此，零件的生产在经济上是无利可图的，并且预制的替换部件的存储也需要成本。但是，如果没有可维修的零件，则会出现困难，并且主要产品的价值将降低。

3D打印可以在很大程度上解决汽车行业的备件问题。主要因素是印刷材料，它可以满足细节中使用的传统材料的特性并具有成本效益。有此先决条件。

使用计算机辅助设计系统，可以将所有零件的图形进行数字存储，因此无需存储零件。客户所需的详细信息可以直接在车间的3D打印机上打印。

原则上，即使是未保存的陈旧零件，也可以通过3D扫描此类现有零件并应用逆向工程（逆向工程）来重新创建。在我们的博客中阅读有关此内容的更多信息。旧项目可以重新生活。古董车迷很多，借助3D打印，可以为他们制造零件。

Ringbrother使用3D打印技术为定制的旧车复制了凯迪拉克徽标。资料来源：formlabs.com

5.生产标准件

随着3D打印机和3D打印材料的可用性越来越高，有可能逐渐过渡到使用添加剂技术来批量生产汽车零件的生产。

3D打印可以将组件组合成一个整体。假设有一个由六个或七个汽车部件组装而成的机构，可以将其组合成一个印刷部件。可以节省时间和组装成本。通过3D打印，还可以减轻组合单元的重量，结果，汽车将更有效地使用燃料。

3D Systems为运动自行车设计了一种先进的排气管。在下图中，您将看到组装原始排气管所需的20个钣金零件和液压成形零件。右侧是不需要组装的整体式排气管，使用金属3D打印制成。

源designnews.com甲

3D印刷管使用在刚23小时Grade23钛产生的;它会采取三周其传统的生产。设计开发时间从6周减少到6天。添加剂技术还消除了对工具，固定装置，多次焊接和多次检查的需求。

几何优化减少了实现最大生产率所需的材料量。原始排气管的所有元件都包含在新设计中，当以0.5毫米的典型壁厚打印时，3D打印的排气管比原始排气管轻约25％。

3D打印材料的广泛选择已开始满足各种车辆部件的要求。从生产和财务的角度来看，由于与传统方法（例如模塑和注塑成型）相比，添加方法降低了成本，因此在基本零件的生产中进一步实施3D打印非常有意义。

大众汽车公司是世界上最大，最具创新性的汽车制造商之一，它使用HP Metal Jet 3D打印机生产具有特殊设计要求的高性能功能部件，例如齿轮旋钮和后视镜支架。大众汽车与惠普的长期合作计划包括加快批量定制零件的生产，例如钥匙圈和外部铭牌。

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+1 3D打印汽车

尽管整体上以3D打印机打印的汽车尚未进入市场，但一些有趣的项目和概念使人们有可能判断汽车工业的发展方向。

轻茧。德国工程公司EDAG显然受到了自然的启发，创造了概念车Light Cocoon（“光之茧”）的3D打印承重结构。框架类似于树的叶子或其分支的静脉。尽管EDAG设计比传统框架需要更少的材料，但已经满足了结构上重要部件的所有强度要求。外壳的外面覆盖有轻巧耐用的防水织物。

涂层保护EDAG轻茧不受天气影响，并赋予汽车独特的个性。资料来源：formlabs.com

刀片。 Blade（“ Blade”）被宣布为“世界上第一个3D打印超级跑车”。它符合超级跑车标准，但由低成本材料制成：碳管和铝棒，并结合了3D打印的金属零件。叶片非常轻，组装起来并不长。

世界上第一个3D打印的超级跑车Blade。资料来源：formlabs.com

Strati。美国公司Local Motors用3D打印机打印并在仅仅44小时内就在展位上组装了Strati电动汽车。大部分部件都已印刷-车身，座椅，乘客舱的各个部分。一辆汽车的结节少于50节，比传统汽车的数千个零件少得多。该公司打算将打印时间减少到10小时。

Local Motors Strati包含少于50个单独的零件*。资料来源：formlabs.com

LSEV。由意大利XEV公司设计的LSEV发售时可能是3D打印电动汽车市场上的第一个标志。 3D打印机可打印底盘，座椅，挡风玻璃和LSEV的所有可见部分。由于积极使用3D打印，因此可以将组件数量从2000个减少到57个，从而实现了非常轻巧的设计。电动汽车仅重450公斤。

LSEV是2020年首款投放市场的3D打印电动汽车。资料来源：formlabs.com

尽管这些以及其他许多3D打印汽车项目中的大多数仍处于概念阶段，但3D打印在汽车行业各个领域的渗透却令人震惊。在某些情况下，添加剂技术为设计和生产提供了新的机会，而在另一些情况下，它们可以降低生产成本并节省时间。

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