3D打印技术颠覆汽车制造业

MPV，确切地说，这是一类具有超大车内空间、集轿车的舒适性和类似厢式货车高大外形于一身的两厢乘用车，标准的MPV一般提供三排座椅，可供7～8人乘坐。国内MPV市场在历经多年快速发展后，正面临大规模的消费转型。商务MPV车型市场逐渐饱和，更加注重私家用户需求的家用MPV车型异军突起。

3D打印技术又称为“快速成形技术”或“增材制造技术”，诞生于1980年代末。是一种以数字模型文件为基础，将计算机设计出来的图形数据导入3D打印设备，打印机内装有粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过电脑控制将材料叠层添加构造三维物体，最终把计算机上的蓝图变成实物的数字化、智能化增材制造技术。

汽车业高度重视

前不久，一场别开生面的3D打印技术展在英国伦敦举行。展览向人们展示了各种利用3D打印技术的前沿产品，展现了这一创新技术在汽车、医疗、影视等诸多领域的无限潜力。

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。美国总统奥巴马在国情咨文中提到这项新技术，并希望3D打印成为美国制造业重新焕发出活力的重要推动力。2010年初，世界首款3D打印汽车Urbee 在美国面世，它是一款混合动力汽车，绝大多数零部件来自3D打印，耗时2500小时。据这款车的制造者介绍，将量产这款轿车，并透露该车成本为5万美元。

Urbee的造型很奇特，它只有三个车轮。这种平扁的造型使其风阻系数达到了0.15，这在汽车工业设计中是个非常出色的数字，可在最大程度上避免空气阻力。而三轮车设计也是基于这一点的考虑。在动力方面，Urbee采用的是混合动力系统，两台电动机加一台发动机，发动机使用的是乙醇燃料，电池则可以通过Urbee顶部的太阳能面板充电。总之，一切都是为了最大程度节省燃料消耗。

从国内情况看，一些跨国公司也在尝试将3D打印技术应用于汽车制造过程。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。

对我国汽车行业而言，3D打印技术或将引发一场革命，应该引起汽车企业的高度重视。

零部件的优越性

与传统制造业的“减材制造技术”相比，3D打印技术的魅力主要在于，3D打印技术可直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，具有制造成本低、研制周期短、生产效率高等明显优势。3D打印已成为引领未来全球制造业发展趋势的核心技术。

与传统研发手段相比，3D打印技术生产汽车零部件可快速成形，在设计早期运用这技术验证产品装配可行性时，能及时发现产品设计差错，缩短开发周期，降低研发成本。它无需金属加工或任何模具，免去了模具开发、铸造、锻造等繁杂工序，省去试制环节中大量的人员、设备投入。

据调查，目前国内零部件模具开发周期一般在45天以上，而3D打印技术可以在没有任何刀具、模具及工装夹具的情况下，快速实现零件的单件生产。根据零件的复杂程度，需1～7天，与传统铸造或锻造零部件相比，3D打印技术的效率绝对高。

目前，3D打印设备所使用的原材料并不局限于树脂或工程塑料，金属材质同样可以进行3D打印，快速成形。这项技术在汽车零部件领域的应用显现了很大优势：一方面，可以直接制造复杂结构的金属零部件，免去了先开发模具、再制造零部件的工序；另一方面，保证汽车零部件对于精度和强度的需求。

一旦3D打印技术大量使用，汽车生产中传统的制作模具的环节可以被替代，生产周期和成本有望大幅下降。对于一些小众需求，汽车企业也可以考虑。比如，消费者希望让自己新车门把手与众不同，现在这样的需求是不可能满足的，因为制作一个新把手就要开个新模具，其成本以数十万元计，如果能够利用3D打印，那么成本只增加了一点点。

对汽车业的影响

在美国，3D打印技术已经被广泛应用于尖端武器制造、航空航天等军事领域。在我国，3D打印技术被全面应用于歼-20隐形战斗机和歼-31第五代战斗机的研发中。

为推动国内3D打印技术产业化，促进3D打印技术与传统制造技术的结合，中国3D打印技术产业联盟两年前在北京成立。中国3D技术产业联盟是全球首家3D打印联盟，为了拓展3D打印技术市场，该联盟计划在三年内，将中国打造成为全球最大的3D技术应用国家。汽车及其零部件制造产业，是3D打印技术的重点推广领域。

虽然3D打印技术已成功地将传统复杂的生产工艺简单化，将材料领域的疑难问题程序化，拥有诸多优势，但就目前的发展来看，如何扩展3D打印技术的应用还存在一些问题。受技术装备、新型材料、设计软件、质量安全和公共环境等制约，目前仅适用于小批量、小尺寸、高精度、造型复杂的零部件和元器件的加工制造，还难以代替传统制造业大规模、大批量的加工制造优势。

对于3D打印制作整辆轿车，一些专业人士也提出了不同的看法。“整辆车需要使用各种完全不同的材料，雨刷器的塑料就和中控台的塑料不同，而且还有大量的金属。如果要打印整台车，打印机就要应对所有材料，使之都能适应打印过程，并使这些材料实现其功能。”

由于汽车零部件产品的单价远低于军工产品，成本较高和打印材料种类较少制约了3D打印技术在汽车零部件制造上的应用，从目前情况来看，3D打印技术取代传统铸造、锻造技术进行汽车零部件的规模化生产还不太现实。只有将其个性化、复杂化、高难度的特点，与传统制造业的规模化、批量化、精细化相结合，与制造技术、信息技术、材料技术相结合，才能推动3D打印技术在汽车零部件产业的创新发展。

敢做实践者

今年全国“两会”上，科技发展、新能源以及由此引发的“第三次工业革命”议题，再次受到热议。全国人大代表、中国工程院院士黄伯云认为，“第三次工业革命”就是互联网技术和可再生能源的整合，在这场革命中，数字化、信息化、智能化、个性化的生产方式，正在取代传统的人工、机器。时下刚刚兴起的3D打印技术，集上述特征为一身，被称为“疯狂制造”。工信部高层已经表态将推动3D打印产业化，科技部对3D打印的相关战略规划正在研究制定中。

对于中国自主车企而言，提升技术前瞻能力，也应成为打造竞争力体系的一部分。3D打印技术之所以应该受到关注，因为这是科技发展的方向。

目前，3D打印技术的应用在汽车领域还处在萌芽阶段，在一段时间内还不具备规模生产的经济性。但这项技术一旦在未来某个节点上得到突破，将大大提高制造的生产效率。这些技术由多种新技术集合而成，如果不及时跟踪，晚一步怕是要步步晚，最终可能丧失全部竞争力。