隨著汽車消費(fèi)市場的快速增長,消費(fèi)者對個(gè)性化車型的需求日益強(qiáng)烈。汽車的個(gè)性化體現(xiàn)在個(gè)性化的內(nèi)飾、外飾,以及個(gè)性化的動力系統(tǒng)和車身等方面。在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中,為消費(fèi)者提供個(gè)性化服務(wù)的不僅有專門從事汽車改裝的公司,還有一些著名的汽車制造商。
消費(fèi)者對汽車個(gè)性化的追求,帶動了一個(gè)極具潛力的汽車定制化服務(wù)市場,僅是汽車售后改裝這一個(gè)領(lǐng)域,就蘊(yùn)含了巨大的市場潛力。公開資料顯示,2005年以來,我國改裝的需求規(guī)模在激增,2015年市場規(guī)模達(dá)到450億元量級。市場主要集中在直轄式及發(fā)達(dá)省會城市。自2005年以來,市場投資規(guī)模逐年遞增,遞增幅度超過20%,近5年幅度更大,其中2013年市場新入資本30億以上。
我國的汽車改裝市場,從產(chǎn)品研發(fā)到最終用戶服務(wù),產(chǎn)業(yè)分工越來越細(xì),市場漸趨成熟。然而,如果與美國做橫向比較的話,我國雖然作為第一大汽車生產(chǎn)和消費(fèi)國,但是汽車改裝市場規(guī)模卻不及美國的1/10。可見在相關(guān)政策與市場監(jiān)管允許的情況下,中國汽車改裝市場仍具有成長潛力。
汽車零部件的小批量定制化生產(chǎn),是為消費(fèi)者提供汽車個(gè)性化服務(wù)強(qiáng)有力的后盾。我們知道,在目前的汽車零部件大規(guī)模生產(chǎn)模式下,小批量、個(gè)性化生產(chǎn)的制造成本和時(shí)間成本都是昂貴的。因此,誰能掌握經(jīng)濟(jì)、高效,靈活的小批量生產(chǎn)技術(shù),建立起高效的定制化服務(wù)體系,誰就能在汽車定制化服務(wù)市場中握有主動權(quán)。
3D打印技術(shù)因在進(jìn)行零部件小批量生產(chǎn)時(shí)所具有的經(jīng)濟(jì)、高效的優(yōu)勢,而吸引了不少提供個(gè)性化服務(wù)的汽車制造商與汽車改裝者。
服務(wù)于用戶的個(gè)性化需求
--MINI汽車的個(gè)性化零部件3D打印服務(wù)來了
MINI汽車一直以來都是非常注重走個(gè)性化路線的,車主們可以根據(jù)個(gè)人喜好選擇不同的汽車外觀與內(nèi)飾,例如選擇個(gè)人喜歡的車身,車頂,鏡面和車輪顏色等。
MINI的制造商寶馬集團(tuán)在剛剛過去的2017年年底宣布,從2018年開始,MINI汽車將通過3D打印技術(shù),提供汽車零部件個(gè)性化定制服務(wù)。利用3D打印技術(shù),MINI的定制化服務(wù)將推向新的水平。
從2018年起,新購買和已經(jīng)購買MINI的車主可以通過專用的在線配置程序來設(shè)計(jì)自己的內(nèi)外飾配件,包括:3D打印的儀表盤、側(cè)面指示燈、個(gè)人化的閩鈑和LED水坑燈。指示燈和儀表盤有五款顏色供選擇,可以顯示文字、簡單的圖像和紋理圖案或者城市風(fēng)貌。照明閩鈑可以呈現(xiàn)車主手寫文字、基本圖像甚至星座等。
設(shè)計(jì)要求提交之后,車主定制的零部件將在四周內(nèi)完成交付,所有定制零件將由寶馬在慕尼黑完成,然后發(fā)送到MINI。每個(gè)部件都將經(jīng)過寶馬集團(tuán)的碰撞和持久性測試。據(jù)了解目前MINI的3D打印定制化服務(wù)將先在歐洲推出,個(gè)性化的水坑燈的價(jià)格約為40歐元,個(gè)性化儀表盤的價(jià)格約為140歐元。
在推出這項(xiàng)服務(wù)之前,寶馬在3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域做了大量的工作。MINI與包括德國EOS在內(nèi)的設(shè)備廠商合作,共同開發(fā)了相關(guān)工藝并建立了一個(gè)專業(yè)的制造工廠。該工廠所生產(chǎn)的零件無論在質(zhì)量還是耐用性都能滿足用戶需求。
早在2012年,寶馬就開始為勞斯萊斯幻影生產(chǎn)零部件,包括塑料支架的危險(xiǎn)警告燈、中心鎖按鈕、電子停車制動器和插座。從那時(shí)候起,寶馬就開始通過3D打印技術(shù)制造勞斯萊斯光纖電纜連接支架。
寶馬引進(jìn)了以打印速度快著稱的Carbon3D連續(xù)液體界面生產(chǎn)技術(shù)(CLIP)設(shè)備,還引進(jìn)了惠普的多射流熔融3D打印機(jī)。寶馬在正式上線MINI3D打印服務(wù)之前,曾使用CLIP3D打印設(shè)備,在小范圍內(nèi)為MINI部分客戶定制化制造3D打印零件。
寶馬已使用惠普多射流熔融3D打印機(jī)制造用于汽車零部件測試的原型。寶馬認(rèn)為該設(shè)備的打印速度、打印產(chǎn)品的完整性、表面光潔度和經(jīng)濟(jì)性,以及開放性的材料開發(fā)合作平臺,都為打印可推向市場的產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。
--卡車、大巴車中的定制化零件
從2016年起,梅賽德斯–奔馳卡車中的部分塑料配件就可以通過原廠制造商戴姆勒公司進(jìn)行小批量訂購了,對于這些配件,戴姆勒公司接受100個(gè)以內(nèi)的任何數(shù)量訂購訂單。廠家之所以接受生產(chǎn)如此小批量的訂單,是由于戴姆勒采用了選區(qū)激光燒結(jié)3D打印技術(shù)來制造這些塑料配件,通過無模具的塑料件直接制造技術(shù),生產(chǎn)少量塑料配件也是經(jīng)濟(jì)的。
另外,戴姆勒公司還計(jì)劃用3D打印技術(shù)為其巴士汽車客戶提供小批量特殊零部件或配件制造服務(wù)。這項(xiàng)服務(wù)應(yīng)用的3D打印技術(shù)仍是選擇性激光燒結(jié),打印材料為尼龍粉末材料。經(jīng)過戴姆勒公司的驗(yàn)證,巴士汽車中的一體式零錢盒,支架、電線管道等零件是可以適合通過3D打印技術(shù)進(jìn)行制造的。
--個(gè)性化“皮膚”
左邊白色零件為Stratasys為大發(fā)汽車制造的3D打印”效果皮膚”
同樣是在2016年,日本著名小型汽車制造商大發(fā)汽車推出了汽車前后保險(xiǎn)杠和擋泥板“效果皮膚”個(gè)性化定制服務(wù)?!靶Чつw”實(shí)際上是3D打印設(shè)備制造的特殊幾何圖案,每一款“皮膚”的設(shè)計(jì)都融入了顧客的要求和想法,設(shè)計(jì)完成后通過Stratasys的工業(yè)級FDM3D打印系統(tǒng)和抗紫外線的ASA熱塑性塑料制造而成。
--汽車動力系統(tǒng)改裝
改裝汽車發(fā)動機(jī)動力系統(tǒng)的主要目的是提升汽車的動力性能。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的其中一種方式是優(yōu)化發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng),使更多的空氣進(jìn)入到發(fā)動機(jī)燃燒室中。因?yàn)椋瑔挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)入到發(fā)動機(jī)中的空氣量越多,燃油就會燃燒的更充分,發(fā)動機(jī)就能產(chǎn)生更大的能量。
從冷空氣進(jìn)氣口到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管,幾乎所有的進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化工作都可以借助3D打印技術(shù)完成。
國外一位設(shè)計(jì)師為了讓自己的一輛老款馬自達(dá)汽車獲得更強(qiáng)的動力,對這輛車的冷空氣進(jìn)氣管進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化的目標(biāo)是在有限的進(jìn)氣管長度之內(nèi),讓發(fā)動機(jī)吸入更冷、更密集的空氣,將更多的氧氣帶入燃燒室。為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣口形狀的平滑過渡,以及盡量保證管道各個(gè)位置擁有一致的橫截面,設(shè)計(jì)師對冷空氣進(jìn)氣管進(jìn)行了十幾次的設(shè)計(jì)迭代。
設(shè)計(jì)師采用了ABS材料來3D打印設(shè)計(jì)成熟的冷空氣進(jìn)氣管,并通過“丙酮蒸氣浴”和XTC-3D涂層對打印后的零件表面進(jìn)行光滑處理。這個(gè)ABS材質(zhì)的冷空氣進(jìn)氣管壁厚約3mm。
在進(jìn)氣系統(tǒng)改裝中,還有一個(gè)應(yīng)用是利用3D打印技術(shù)制造一體化的進(jìn)氣歧管。這種應(yīng)用目前多為賽車制造商所使用,但也可以為改裝車服務(wù)領(lǐng)域所借鑒。常用技術(shù)為選擇性激光燒結(jié)技術(shù)、尼龍材料或尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究,Carbon的CLIP3D打印技術(shù)和專有的RPU70材料,也可以用于制造進(jìn)氣歧管,例如:大黃蜂賽車中改進(jìn)的球形進(jìn)氣歧管。
福特汽車將3D打印的進(jìn)氣歧管安裝在了賽車上,其中一輛賽車還贏得了24小時(shí)Daytona汽車耐力賽冠軍。國內(nèi),長沙理工大學(xué)的大學(xué)生方程式賽車FNX-17中也安裝了3D打印的進(jìn)氣歧管。
福特利用3D打印技術(shù)加速對賽車進(jìn)氣歧管的改進(jìn)和調(diào)試,進(jìn)氣歧管的CAD模型在福特快速原型實(shí)驗(yàn)室,接受分析后便通過3D打印機(jī)進(jìn)行制作,一周后樣品即可用于測功機(jī)試驗(yàn)和賽道性能檢測。
經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的3D打印進(jìn)氣歧管更輕并擁有更好的進(jìn)氣性能。3D打印歧管不僅僅是一個(gè)原型,還和碳纖進(jìn)氣歧管集氣室搭配并被直接安裝在了賽車當(dāng)中,為賽車獲得了超強(qiáng)的動力。