3D打印让汽车制造疯狂起来!

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  让未来的汽车更节能、环保,生产过程更便捷,是所有车界人士的夙愿。于是,3D打印技术的出现,让人惊呼,汽车终于可以进入“疯狂制造”的时代。3D打印,简单来讲,是基于计算机三维设计模型,以塑料、金属粉末、陶瓷粉末甚至是细胞组织等为原材料,通过逐层打印的方式来构造物体。有了它,汽车似乎具有了无限可能,极短的时间、极低的价格就可以打造一辆,连豪车都可以轻松复制,轻盈的车身可以让汽车飞起来……尽管这些离我们还很遥远,但我们已能看到的是,3D打印技术为车界注入的“疯狂”因子。
  3D打印汽车的优势是什么?
  3D打印汽车的一个优势是具有其他片状金属材料所不具备的灵活性和可塑性。传统的汽车制造是生产出各部分然后再组装到一起,3D打印机能打印出单个的、一体式的汽车车身,再将其他部件填充进去。3D汽车需要的零部件大概为几十个,而一辆标准设计的汽车则需要成百上千的零部件。如此一来,可以大幅降低产品开发费用,缩短开发周期,复杂制造并实现设计制造一体化。这使新车型的开发速度比原来快了好几倍,而开发成本却只有原来的几分之一。此外,3D打印技术将打破传统的汽车制造模式,不再有全球供应链,汽车制造将走向地区化。3D打印汽车的另一大优势是版本更新。车体的任何改动都无需修改制造设备,只需要在计算机里输入相应的修改参数即可。这不仅大大简化了汽车的升级换代过程,而且可以根据客户需求进行个性化汽车的小规模定制生产,所需额外费用很低。
  现在有用3D打印的汽车了吗?
  今年年初,世界首款3D打印汽车Urbee2在美国面世,它是一款三轮的混合动力汽车,仅有50多个零部件,大多数零部件来自3D打印,耗时2500小时。Urbee 2的车身由3D打印而成,且为一体式,其他大部分零部件是分别打印之后,再填充到车身里面,其中发动机和底盘仍是金属的,采用传统工艺制作而成。据报道,Urbee 2的成本为5万美元,一推出就收到14个订单,其项目发起人Jim宣称,如果资金到位,将用一年的时间,使Urbee车身内外全使用三维CAD设计,一年的时间打印以及造车,2015年希望实现量产。Urbee的官网首页还宣称它是世界上最环保的汽车,Jim计划今年驾驶着Urbee2从旧金山出发,行至纽约(约4700公里),仅耗费约38升的乙醇燃料。
  3D打印汽车有致命伤么?
  安全性与维修向来是3D打印汽车备受诟病的两个方面。毕竟3D打印的材料多是塑料,但好处在于,可以在需要加强的地方多放点料,不关键的地方就相对少放些。为了防止车身坍塌,车体内一般会有一个坚固的金属框架,底盘、发动机等部位采用了钢铁,而安全性还会通过安全测试达到甚至超过大多数汽车的安全标准。另一个问题是维修,因为车身采用的是一体式打印,无法更换零件,必须更换整个车体。不过专家认为只要在成本上想办法降下来,直接换车也未尝不可。
  3D打印技术在汽车制造中有哪些应用?
  目前汽车企业中的应用主要是用大尺寸3D打印机为产品开发提供原型、模型,作为设计验证和评估的手段。如在设计发动机时,需要对不同的进气管方案做气道试验,传统的方法是用手工方法加工出由几十个截面来描述的气管木模或石膏模,再用砂模铸造进气管。如果使用3D技术中的选择性激光烧结(SLS)生产进气管的外模及内腔模,就可以取得令人满意的效果。又如汽车灯具大多为不规则形状,曲面复杂,模具制造难度很大。通过立体光刻(SLA)技术,可以很快得到精确的产品试样,为模具设计CAD和CAM提供有利的参考。随着3D打印技术的成熟推广,新设计的产品模型将可以随时随地被打印出来,这为汽车厂商的设计部门提供了新的思路和设计素材来源。消费者可以选择自己喜好的汽车零部件组合,并通过3D打印机打印出这些汽车零部件,得到自己定制的汽车,或是维修时通过3D打印机打印出需要替换的零部件。
  3D打印国内的发展情况如何?
  从国际层面看,3D打印已从一个流行的概念变成了一个新兴行业。有人专门著书《3D打印新世界》介绍这一技术,美国总统巴拉克奥巴马还在国情咨文中提到这项新技术,并希望3D打印成为令美国制造业重新焕发出活力的重要推动力。从国内情况看,一些跨国公司正在尝试将3D打印技术应用于汽车制造过程之中。通用汽车中国前瞻技术科研中心已将这一技术引入,帮助开发汽车模具。据介绍,以往研发一款新车,制造一个零部件,仅开模就需要至少两三周时间,现在利用3D打印技术,制作时间缩短到一两个小时。尽管通用汽车目前还尚未直接打印汽车,但这种前期的尝试无疑可为未来的大规模应用积累经验、培养人才。自主品牌在这方面相对滞后,如何转旁观者为实践者甚至是引领者,仍是当须发力之处。不及时跟踪,晚一步怕是要步步晚,最终可能丧失全部竞争力。
  发展3D打印汽车钱从何来?
  之前Urbee项目的资金从哪里获得?答案是众筹。Jim于今年六月在Indiegogo或Kickstarter上发起了项目募资。各大众筹网站上,3D打印是最常见的募资项目之一。这类平台让商品和服务提供者变成了有梦想要实现的人,让消费者变成了愿意资助梦想的好人。你花出去的钱不叫购物,而被称为“资助了一个梦想”,你得到的不是单纯的服务或商品,而是一个故事发生的过程。银行本质上也是众筹,是多数人出资提供给少数人,只不过中间人换了,规则变了,使得素不相识的人的闲散资金可以有处可花、有利可图,融资筹款的门槛大为降低,凭借“低成本信用”就有可能获得巨额资本。
  利用3D打印技术可以打印豪车?
  国外什么牛人都有,有了3D打印技术,更是让他们的疯狂想象插上了翅膀,用3D技术造豪车,自然是草根达人的心头所好。这不,来自新西兰的程序员Ivan Sentch最近通过3D打印技术再现了经典的阿斯顿·马丁DB4。这辆阿斯顿·马丁DB4的车身和底盘是通过3D打印制造的,对于像DB4这样的庞然大物来说,要通过数控机床加工模具得到模型,加工费用预计要6万到8万人民币,而用3D打印技术的成本只需1万人民币。由于DB4的尺寸较大,想要靠3D打印机一次成型的难度非常之大。这就需要对完整车身进行分解处理,逐个部件打印之后再拼接成为一个整体。全部部件打印完之后,还要对打印出来的部件进行打磨,打磨需要耗费好几个月的时间。老外组装汽车起来,真是比组装电脑还要轻松。
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