3D科學(xué)谷王曉燕：3D打印在汽車(chē)領(lǐng)域的結(jié)合點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)化機(jī)會(huì)

AMCC2018杭州大會(huì)的高峰論壇,，“汽車(chē)工業(yè)增材制造發(fā)展論壇”。南極熊3D打印網(wǎng)小編現(xiàn)場(chǎng)聆聽(tīng)了專(zhuān)家們的演講,。下面是現(xiàn)場(chǎng)速記的文字記錄,。


3D科學(xué)谷創(chuàng)始人王曉燕發(fā)言,。

    王曉燕：大家下午好,！我主要跟大家介紹一下3D打印在汽車(chē)領(lǐng)域的結(jié)合點(diǎn),，以及它的一些產(chǎn)業(yè)化的機(jī)會(huì)。
    我想了解一下,，在座的各位有哪些是汽車(chē)廠的,，或者給汽車(chē)廠做配套的，有嗎,？
    如果談到3D打印在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用,，可能我們需要去了解，它也像一個(gè)小孩子一樣,，是一步一步的過(guò)程,。汽車(chē)是最早用3D打印技術(shù)的，比航空航天和醫(yī)療都要早,，那個(gè)時(shí)候用的比較多的就是剛才各位專(zhuān)家提到過(guò)的設(shè)計(jì)原型這一塊,。同時(shí)再往汽車(chē)后市場(chǎng)以及輕量化的零件，以及眾包汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造方向去發(fā)展,。大家可能覺(jué)得很奇怪為什么會(huì)有這樣的發(fā)展趨勢(shì)，我們需要去了解3D打印的特點(diǎn),。
    先看一下這個(gè)市場(chǎng),。根據(jù)Smartech報(bào)告，可以說(shuō)這個(gè)市場(chǎng)跟汽車(chē)行業(yè)相比很小,，到2013年有望達(dá)到22.7億美金,。這塊是我們需要去看一看它的市場(chǎng)發(fā)展是根據(jù)什么推導(dǎo)出來(lái)的，所以我們需要了解3D打印技術(shù)的特點(diǎn),。我不知道在座各位有沒(méi)有了解,，因?yàn)樗�是一大�?lèi)技術(shù)，在這一類(lèi)技術(shù)里面有打塑料的,、金屬的,，還有打砂子的孩子陶瓷的,，這里面又有不同的材料。即便是這樣,，這一大類(lèi)的3D打印技術(shù)都有一個(gè)共同的特點(diǎn),。
    第一個(gè)特點(diǎn)，它不需要模具,，也就是去模具化,，去模具化就帶來(lái)一個(gè)很好的應(yīng)用場(chǎng)景，如果不需要模具的話3D打印最適合用來(lái)做什么,？小批量的生產(chǎn),，小批量包括原型、定制,、備品備件,，這個(gè)領(lǐng)域都非常適合它。但是我們通常會(huì)忽略3D打印另外一個(gè)非常具有潛力的特點(diǎn),，就是它對(duì)復(fù)雜性的邊際成本幾乎是不敏感的,，幾乎是零。
    （PPT圖示）看一下這個(gè)圖表,�,？v坐標(biāo)是它的成本，橫坐標(biāo)是產(chǎn)品的復(fù)雜性,。比如拿我們經(jīng)常喝的礦泉水瓶子舉例,，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，它有沒(méi)有必要通過(guò)3D打印來(lái)完成呢,？基本上沒(méi)有必要,，因?yàn)樗�太�?jiǎn)單了。但是如果我們做一個(gè)非常非常復(fù)雜的產(chǎn)品,，通過(guò)3D打印來(lái)做就非常有優(yōu)勢(shì),，因?yàn)樗�基本上是按照你耗費(fèi)了多少材料的方式來(lái)計(jì)算它的價(jià)格。所以產(chǎn)品越復(fù)雜,，用3D打印來(lái)做越具有優(yōu)勢(shì),。
    另外一塊我們比較容易忽略3D打印的，因?yàn)樵谥圃鞓I(yè)的時(shí)候,，大家容易看我在生產(chǎn)的時(shí)候要花多少時(shí)間,，比如我要做一個(gè)汽車(chē)渦輪增壓的葉輪，你會(huì)看加工節(jié)拍,。但是3D打印帶給我們另外一種方式,，就是我們關(guān)注它不僅僅關(guān)注它在制造過(guò)程中的加工節(jié)拍怎么樣的，它消耗了什么樣的材料，比如這個(gè)產(chǎn)品是一個(gè)功能集成性的產(chǎn)品,，減少了組裝過(guò)程,，也減少了人工成本，減少了反復(fù)檢測(cè)的成本,，也避免了精度跑偏的問(wèn)題,。如果它用在航空航天或者汽車(chē)，帶來(lái)的直接好處是可以減少燃油的消耗,，尤其現(xiàn)在汽車(chē)行業(yè)在走電動(dòng)化的汽車(chē),，3D打印跟汽車(chē)的結(jié)合點(diǎn)就更值得探索，我們覺(jué)得它有很多的商業(yè)結(jié)合點(diǎn),。因?yàn)槿绻�是一個(gè)金屬的車(chē)身,，本身對(duì)于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)重量也是不一樣的。
    （PPT圖示）我們大概把應(yīng)用分成幾塊,，是3D打印非常具有優(yōu)勢(shì)的,。這就回到3D打印技術(shù)本身，我們需要對(duì)它有一個(gè)非常明確的了解,，因?yàn)椴⒉皇敲恳粯蛹夹g(shù)都適合汽車(chē)行業(yè),，也并不是每一樣技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用都達(dá)到了一定的成熟度，有的技術(shù)可能還是屬于一個(gè)比較初級(jí)的水平,，有的技術(shù)已經(jīng)完全可以用在汽車(chē)行業(yè)了,。在這里比較常用的，大家談?wù)摫容^多的是粉末床熔融技術(shù),，當(dāng)然這是一大類(lèi),，在這一類(lèi)里面還包括把金屬完全熔化掉，談?wù)摳�多的是DMLS技術(shù),，如果大家有興趣可以進(jìn)行比較深入的了解,。這塊如果要想取代傳統(tǒng)的鑄造，目前來(lái)看可行性不大,，因?yàn)殍T造成本和直接用3D打印打印出來(lái)金屬連件,，價(jià)格不是5和6的區(qū)別，是一個(gè)量級(jí)的差別,。包括粘結(jié)劑的噴射,，用在汽車(chē)行業(yè)比較多的是粘砂子或者亞克力的樹(shù)脂，這可能是產(chǎn)業(yè)化的切入點(diǎn),。當(dāng)然也不是規(guī)模的應(yīng)用，但是我們所知道的,，西門(mén)子為了它的電動(dòng)機(jī)殼體,，在中國(guó)投了很多條生產(chǎn)線，這個(gè)殼體設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,，它們也采用了3D打印商模的方式,，把這個(gè)殼體快速制造出來(lái),。還有噴射方面，噴射也是我們非常感興趣的一塊,，因?yàn)樗�主要是在塑料這塊的打印,，它的直觀好處是生產(chǎn)效率非常高，這就帶來(lái)比較好的想象空間,，就是塑料可能會(huì)更多用于汽車(chē)方面,。
    （PPT圖示）這是稍微小眾一點(diǎn)的技術(shù)，我不詳細(xì)介紹了,。把這些技術(shù)羅列在這兒的目的是什么呢,？大家可能看到每一樣技術(shù)的時(shí)候都需要去理解這個(gè)技術(shù)本身的特點(diǎn)，這是非常重要的,。因?yàn)榫臀覀�(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)講,，我去過(guò)一些做3D打印產(chǎn)品設(shè)備的廠商，會(huì)把兩種技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品的價(jià)值是不一樣的放在一起比較功率和技術(shù)方面的參數(shù),，在我們看來(lái)這是毫無(wú)意義的,，因?yàn)槟阕龅漠a(chǎn)品特點(diǎn)都不一樣。
    （PPT圖示）這么多的技術(shù),，跟它所加工的材料不同,，它用于汽車(chē)領(lǐng)域的一些產(chǎn)品或者用于汽車(chē)領(lǐng)域的階段也是不一樣的。
    舉個(gè)例子,，比如發(fā)動(dòng)機(jī)的制造,，我們現(xiàn)在開(kāi)的車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)基本上是通過(guò)鑄造的方式，再通過(guò)機(jī)加工就得到了這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī),，因?yàn)檫@是最具有成本效益的,。3D打印用在這個(gè)領(lǐng)域也是有不同方式的，因?yàn)?D打印技術(shù)分化特別厲害,。有一種方式,，3D打印出一個(gè)熔模，通過(guò)在塑料外面包覆一定耐火的材料,，把塑料這塊燒掉,，燒掉以后就可以得到一個(gè)型殼，再把熔融技術(shù)鑄進(jìn)去,，這是鑄造的過(guò)程,。也可以打印一個(gè)砂模，然后直接鑄造,，當(dāng)然成本比較高,。也可以直接3D打印金屬粉末，來(lái)做發(fā)動(dòng)機(jī)。
    （PPT圖示）目前國(guó)內(nèi)做設(shè)備的非常多,，我們把它放在這里,，因?yàn)?D打印最大的價(jià)值是它的應(yīng)用，而不是這個(gè)設(shè)備,，這個(gè)設(shè)備市場(chǎng)是不可能大的,。所以有這么多企業(yè)都跑到這個(gè)市場(chǎng)來(lái)，這后面應(yīng)該會(huì)有一個(gè)洗牌的過(guò)程,。
    （PPT圖示）這是一個(gè)老爺車(chē),，已經(jīng)不能動(dòng)了，但是通過(guò)逆向工程,，可以重新把發(fā)動(dòng)機(jī)澆鑄出來(lái),。以及剛才提到3D打印，它雖然是無(wú)模的,，但是3D打印是可以打印模具的,，為什么要打印模具？尤其是快速模具,，因?yàn)樵谄��?chē)廠開(kāi)發(fā)一個(gè)汽車(chē)的時(shí)候,，它開(kāi)發(fā)的節(jié)奏要求是非常緊的。這時(shí)候如果只是用3D打印來(lái)打印出來(lái)一個(gè)產(chǎn)品作為原型,，有可能不是真材,，就是最后用在汽車(chē)上面的那個(gè)材料。因?yàn)槟壳拔覀兛梢源虻乃芰喜牧线�是比較有限的,，這個(gè)時(shí)候就需要用3D打印打印出一個(gè)模具來(lái),，也有可能這個(gè)模具是金屬的，也有可能是陶瓷的,，也有可能是塑料的,，然后用作快速模具，把這個(gè)真正的汽車(chē)上要使用的,，比如TPU的材料,，把它注塑出來(lái)。
    （PPT圖示）這是一些原型,，已經(jīng)應(yīng)用很多年了,，那么3D打印的趨勢(shì)是什么？我們做的原型越來(lái)越逼真了,。
    在國(guó)外有個(gè)性化的定制,，有一些平臺(tái)是要做開(kāi)源的汽車(chē)，也就是說(shuō)汽車(chē)不再是生產(chǎn)完了以后大家挑我要買(mǎi)什么樣的汽車(chē),，而是設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中通過(guò)這個(gè)平臺(tái)提交一些我想要的汽車(chē),，個(gè)性化要求可以幫助實(shí)現(xiàn),。
    當(dāng)然有一些高級(jí)的車(chē),，因?yàn)槠��?chē)到最后大家買(mǎi)的時(shí)候,，大家不可能特別了解你的發(fā)動(dòng)機(jī)或者內(nèi)部技術(shù)怎么樣。作為普通的消費(fèi)者,，去了就是看漂不漂亮,，有的汽車(chē)廠商另辟蹊徑，把3D打印作為一種個(gè)性化的實(shí)現(xiàn)方式,，賓利也在做這個(gè)事情,，法國(guó)的標(biāo)致也在做這個(gè)事情。
    談到輕量化,，豐田汽車(chē)與Materialise共同開(kāi)發(fā)了汽車(chē)座椅,，它很透氣，因?yàn)楝F(xiàn)在的汽車(chē)座椅并不透氣,，坐起來(lái)并不舒服,。另外是把發(fā)動(dòng)機(jī)整體氣缸改掉了，里面有很多散熱的結(jié)構(gòu),，這也算是一個(gè)趨勢(shì),，當(dāng)然它的價(jià)格太貴了，也不可能在短時(shí)間內(nèi)商業(yè)化,。
    （PPT圖示）這個(gè)車(chē)把自然界的仿生靈感應(yīng)用到汽車(chē)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,，這也是一個(gè)探索的方向。尤其是把汽車(chē)的前端通過(guò)金屬粉末的3D打印,，把它打好組裝起來(lái)了,。這也是一個(gè)探索，并沒(méi)有被商業(yè)化,。
    （PPT圖示）這是一個(gè)已經(jīng)商業(yè)化的案例,，剛才薛總也提到過(guò)，是在國(guó)外的一個(gè)跑車(chē),。車(chē)最大的重量是來(lái)自于車(chē)身,，尤其是底盤(pán)，如果底盤(pán)能夠得到非常大明顯的減重,，對(duì)于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)是具有很明顯效果的,，整個(gè)底盤(pán)是3D打印的鋁合金和碳纖維的塑料管，像樂(lè)高一樣組裝起來(lái),。它已經(jīng)在上海建廠了,，這個(gè)車(chē)會(huì)用作分時(shí)租賃的車(chē)。當(dāng)然它也可以用作再制造,，這也是因?yàn)?D打印無(wú)�,；�的特點(diǎn),。
    我們把電動(dòng)車(chē)單獨(dú)提出來(lái)，因?yàn)槲覀冎�道傳統(tǒng)汽車(chē)廠,，如果想采取3D打印技術(shù)的話供應(yīng)鏈非常復(fù)雜,，任何一個(gè)企業(yè)都不可能從一個(gè)山峰直接跳到另外一個(gè)山峰，它要有一個(gè)下山的過(guò)程,，然后再有一個(gè)上山的過(guò)程,。對(duì)于現(xiàn)有供應(yīng)鏈體系來(lái)說(shuō)3D打印都是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，電動(dòng)車(chē)是一個(gè)全新的市場(chǎng),，并不僅僅是換掉了一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)那么簡(jiǎn)單,，它更可能采用3D打印技術(shù)。它的市場(chǎng)也是非�,？捎^的,，在未來(lái)20年內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)占有率將從2提升到92%的市場(chǎng)份額。
    3D打印與電動(dòng)車(chē)的結(jié)合點(diǎn),，也不僅僅去打一些塑料的產(chǎn)品,，它還是非常有發(fā)展?jié)摿Φ模�因�(yàn)閷?duì)于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō),，包括它的齒輪箱,、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，都可以變得更加集成,，更加精密,，甚至更加薄壁化，包括它的散熱器,，可以提高散熱器的效率,。
    （PPT圖示）說(shuō)到散熱器，商業(yè)化的案例已經(jīng)有了,，這兩家公司就是用3D打印來(lái)打印電動(dòng)汽車(chē)的散熱器,。在國(guó)外也已經(jīng)探索用3D打印來(lái)做汽車(chē)的電力驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)。這就是電動(dòng)汽車(chē)非常核心的東西,。
    通用汽車(chē)通過(guò)3D打印來(lái)做仿生力學(xué)結(jié)構(gòu)的支架,，對(duì)于寶馬汽車(chē)來(lái)說(shuō)，它已經(jīng)有一個(gè)量產(chǎn)的案例,。我們的感覺(jué),，對(duì)汽車(chē)減重能減多少呢？應(yīng)該是微乎其微的,，但是對(duì)買(mǎi)這個(gè)車(chē)的人,，就給了他一個(gè)理由買(mǎi)這個(gè)車(chē)，因?yàn)榭雌饋?lái)非常漂亮,，也很酷,。這是當(dāng)前3D打印可以進(jìn)入汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的一個(gè)結(jié)合點(diǎn),。
    （PPT圖示）這是剛才我們所介紹的，碳纖維管和鋁合金的,，它是這樣做了汽車(chē)的底盤(pán),。
    國(guó)外工廠也變得更加小型化了，這是發(fā)生在我們身邊的趨勢(shì),，也就是社區(qū)工廠,，提供的是定制化的汽車(chē)服務(wù)，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō),，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)就可以下訂單，也可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)去提交他的要求,。
    講了這么多,，理想很完美，現(xiàn)實(shí)很殘酷,。3D打印真的想進(jìn)入到汽車(chē)領(lǐng)域,，除了標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槠��?chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也很?chē)?yán)格,，你要拿到這些標(biāo)準(zhǔn)是非常難的,。但是從量上來(lái)講，從小批量的十幾個(gè)增加到一百萬(wàn)個(gè),，這是有一個(gè)巨大的量變的挑戰(zhàn),，因?yàn)闄C(jī)器的尺寸也沒(méi)有辦法去做特別大的零件，精度現(xiàn)在還需要后加工,。材料的選擇,，汽車(chē)領(lǐng)域用的在料，目前也并不是3D打印為主流的材料,。它的效率也沒(méi)有辦法跟傳統(tǒng)的加工效率比,，以及它的成本也是很大的因素，因?yàn)樗�的成本不能單�?dú)看3D打印成本,，還要看它的后處理成本,，有的時(shí)候后處理成本甚至和3D打印成本是一樣的。
    3D科學(xué)谷跟汽車(chē)工程協(xié)會(huì)有一個(gè)合作,，我們有一個(gè)《3D打印與汽車(chē)行業(yè)技術(shù)發(fā)展報(bào)告》,，大家有興趣可以關(guān)注這個(gè)書(shū)，今年會(huì)通過(guò)機(jī)械工業(yè)出版社出版一本《3D打印與工業(yè)制造》的書(shū),。
    我就介紹這些,，感謝大家對(duì)3D科學(xué)谷的關(guān)注，謝謝,。

主持人：謝謝王總精彩地發(fā)言，同時(shí)帶來(lái)那么多的案例,。從零部件到整車(chē)制造的案例,，其實(shí)3D打印雖然還沒(méi)有進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)，但技術(shù)已經(jīng)滲透到了各行各業(yè),，尤其是在制造業(yè)里邊,。這里邊也說(shuō)到了新的消息，就是寶馬旗下品牌迷你,，明年會(huì)把3D打印作為迷你車(chē)型標(biāo)準(zhǔn)的定制技術(shù),，所以以后買(mǎi)迷你里面有幾塊是用戶可以選制和定做的，可以定做的部分都是由3D打印出來(lái)的,，所以它已經(jīng)開(kāi)始批量化生產(chǎn)了,。另外像超跑，保時(shí)捷,，3D打印將會(huì)在保時(shí)捷里面大范圍使用,，從內(nèi)飾件開(kāi)始，法拉力等等都會(huì)利用3D打印做更好的產(chǎn)品,，同時(shí)有更便宜,、更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)效益。