近年來(lái)，3D打印技術(shù)火遍全球。有人用它來(lái)打印雕塑，有人用它來(lái)打印首飾，不過(guò)打印一輛汽車(chē)？是的，你沒(méi)聽(tīng)錯(cuò)。近日，世界上首款3D打印汽車(chē)走上美國(guó)紐約街頭，炫酷亮相。這款車(chē)名叫“斯特拉迪”，由美國(guó)亞利桑那州本地汽車(chē)公司打造，吸引了世人的廣泛關(guān)注。

3D打印機(jī)是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等打印材料，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把打印材料一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這種技術(shù)也被稱(chēng)作“增材制造技術(shù)”或“快速原型制造技術(shù)”。

實(shí)際上，3D打印早已成為汽車(chē)業(yè)一個(gè)不可或缺的組成部分。隨著成本下降和技術(shù)提高，汽車(chē)制造商和供應(yīng)商現(xiàn)在越來(lái)越依賴(lài)3D打印，以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低原型制造成本、減少機(jī)械故障以及測(cè)試提高汽車(chē)燃效的方法。

■加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程

在3D打印技術(shù)應(yīng)用方面，福特一向走在車(chē)企前列。早在上世紀(jì)80年代，福特就開(kāi)始使用該技術(shù)。據(jù)悉，目前福特美國(guó)公司每一位工程師都配置了一臺(tái)3D打印機(jī)。他們會(huì)花幾小時(shí)到幾天的時(shí)間，使用樹(shù)脂、石英粉、沙子，當(dāng)然也包括金屬等材料打印汽車(chē)零部件。

福特曾在2010年表示，在福特探險(xiǎn)者上市前夕，突然發(fā)現(xiàn)制動(dòng)噪聲問(wèn)題。幸好通過(guò)3D打印技術(shù)，及早解決了這個(gè)問(wèn)題，不然這款被寄予厚望的新車(chē)就要推遲4個(gè)月上市，代價(jià)沉重。此外，福特還廣泛應(yīng)用3D打印技術(shù)，來(lái)提升旗下EcoBoost系列發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，包括全新福特F-150皮卡配裝的2.7升EcoBoostV6發(fā)動(dòng)機(jī)。

福特增材制造技術(shù)專(zhuān)家哈羅德·希爾斯表示，在發(fā)動(dòng)機(jī)原型制造上，福特現(xiàn)在從頭到尾都在使用3D打印技術(shù)。福特在總部迪爾伯恩附近建立了一家3D打印實(shí)驗(yàn)室，這是福特最早嘗試應(yīng)用3D打印技術(shù)的地方。該實(shí)驗(yàn)室擺放了許多龐大的3D打印機(jī)，希爾斯表示，去年這些機(jī)器共打印了20000個(gè)零部件，是2009年的四倍。

在實(shí)驗(yàn)室里，一排機(jī)器使用藍(lán)色激光來(lái)硬化樹(shù)脂，形成發(fā)動(dòng)機(jī)零部件原型，比如氣缸蓋水套。旁邊，一臺(tái)由白色石英粉填充的打印機(jī)可以組裝進(jìn)氣歧管和其他部件，幾天之內(nèi)就能測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)室的另一個(gè)房間擺放著一臺(tái)超大的噴墨打印機(jī)，能夠處理15噸細(xì)砂，花一周時(shí)間形成各種模具，然后再將液體金屬注入到模具內(nèi)。這種制模方式更加高效、更節(jié)省成本。傳統(tǒng)的硬模不僅成本較高，而且一旦設(shè)計(jì)發(fā)生改變，就只能束之高閣。

■驗(yàn)證各種設(shè)計(jì)方案

希爾斯表示，3D打印靈活性很高，可以承受設(shè)計(jì)不斷更迭變換，從而達(dá)到節(jié)省成本的目的，更重要的是無(wú)需等待。節(jié)省成本固然重要，不過(guò)時(shí)間就是金錢(qián)。福特3D打印實(shí)驗(yàn)室主管凱倫·歐文斯表示，使用3D打印技術(shù)能夠快速制模，讓設(shè)計(jì)概念立即展現(xiàn)，這樣能夠顯著加快產(chǎn)品上市時(shí)間。

3D打印技術(shù)能讓車(chē)企快速驗(yàn)證各種設(shè)計(jì)方案，許多車(chē)企和零部件現(xiàn)在都選擇透明塑料打印零部件，這樣能夠更清楚地顯示零部件在車(chē)輛之中到底是怎么運(yùn)行的?？巳R斯勒通過(guò)3D打印技術(shù)制造了一款透明外殼，以便觀察變速器在里面是否得到有效潤(rùn)滑，正常運(yùn)行。

江森自控汽車(chē)座椅增材制造技術(shù)負(fù)責(zé)人布萊南·懷特表示，3D打印技術(shù)在汽車(chē)業(yè)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，對(duì)于零部件供應(yīng)商的作用和價(jià)值也越來(lái)越大。懷特指出，使用3D打印技術(shù)，部件快速成型變得異常容易，特別是對(duì)于那些擁有復(fù)雜外形的汽車(chē)。汽車(chē)外形越是復(fù)雜，越難以通過(guò)傳統(tǒng)的切割和焊接方法塑造原型。

使用3D打印能夠更快地發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障，因?yàn)楣こ處熆梢愿缭陂_(kāi)發(fā)過(guò)程中測(cè)試零部件。現(xiàn)在，許多汽車(chē)召回都是由于電子設(shè)備故障和傳感器失靈，而非設(shè)計(jì)存在缺陷。比起其他原型制造方式，3D打印技術(shù)意味著汽車(chē)廠商能夠一次嘗試多種設(shè)計(jì)，不需要一次又一次測(cè)試某一個(gè)版本，然后再根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。

■實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)潛力不大

幾乎每一家汽車(chē)制造商以及許多零部件供應(yīng)商，現(xiàn)在都將3D打印技術(shù)視為開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的一個(gè)基本元素。豐田汽車(chē)一位發(fā)言人表示，該公司廣泛使用3D打印技術(shù)來(lái)評(píng)估其人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，測(cè)試零部件的性能，畢竟在計(jì)算機(jī)模型上無(wú)法體會(huì)真實(shí)質(zhì)感。3D打印對(duì)于定制化售后配件以及零部件置換市場(chǎng)也深具潛力。比如當(dāng)一些老爺車(chē)原件“壽終正寢”，難以找到替代品的時(shí)候，3D打印就能派上用場(chǎng)了。

盡管3D打印技術(shù)非常神奇，不過(guò)現(xiàn)階段在整車(chē)制造和批量生產(chǎn)過(guò)程中的影響力有限。因?yàn)楝F(xiàn)代化汽車(chē)制造工藝更加迅速高效，而3D打印由于成本較高、產(chǎn)量較小，因此無(wú)法形成規(guī)模效應(yīng)。國(guó)際汽車(chē)工程協(xié)會(huì)3D打印技術(shù)主管凱文·埃爾斯表示，3D打印成本過(guò)高，這是其要實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)怎么也無(wú)法邁過(guò)的坎。

不少業(yè)內(nèi)人士也表示，雖然3D打印代表了未來(lái)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展方向，目前很多零部件在前期快速成型的時(shí)候，已經(jīng)采取了3D打印技術(shù)。不過(guò)，整車(chē)全部采用3D打印實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，難度不小，現(xiàn)階段可能性并不大。

更多資訊請(qǐng)關(guān)注印刷包裝頻道