2019年汽車(chē)領(lǐng)域3D打印8大應(yīng)用成就和案例

3D打印技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了許多年了,，現(xiàn)如今技術(shù)漸入佳境,，許多行業(yè)開(kāi)始接受并嘗試這種新的制造技術(shù),，當(dāng)然了汽車(chē)行業(yè)也不例外,！汽車(chē)制造,，在制造業(yè)中可謂是規(guī)模最大、綜合要求最高,。若 3D 打印有朝一日在汽車(chē)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,，那我們就可以說(shuō) 3D 打印真的站穩(wěn)腳跟了。那么,，3D 打印離汽車(chē)制造還有多遠(yuǎn)呢,？來(lái)看一下在過(guò)去的2019年中，汽車(chē)領(lǐng)域3D打印都有哪些經(jīng)典應(yīng)用成就和案例,。

1.蘭博基尼使用Carbon 3D打印大規(guī)模生產(chǎn)汽車(chē)零件
蘭博基尼首批采用Carbon技術(shù)的生產(chǎn)零件是一種新型紋理燃料蓋,，帶有Urus標(biāo)簽和一個(gè)用于風(fēng)道的夾子組件。這兩個(gè)部件都安裝在蘭博基尼2018年首次推出的超級(jí)SUV Urus上,，Urus是世界上速度最快的SUV之一,，標(biāo)價(jià)約為20萬(wàn)美元。

  

蘭博基尼Urus燃油蓋采用epx82環(huán)氧樹(shù)脂數(shù)字化制造

為了生產(chǎn)這些零部件,，蘭博基尼將使用Carbon的3D打印機(jī)和數(shù)字光合成(Digital Light Synthesis, DLS)技術(shù),，該技術(shù)利用光和氧氣從樹(shù)脂池中快速生產(chǎn)產(chǎn)品。蘭博基尼還與大眾的電子研究實(shí)驗(yàn)室密切合作,，重新設(shè)計(jì)了汽車(chē)內(nèi)部的許多零部件,、鏡面總成和配件，以生產(chǎn)重量輕,、耐用的最終用途零部件,。

2.大眾汽車(chē)集團(tuán)3D打印概念汽車(chē)，應(yīng)用大量打印部件
2019年7月9日,，美國(guó)大眾汽車(chē)集團(tuán)宣布擴(kuò)建和重塑其位于加利福尼亞州的電子研究實(shí)驗(yàn)室（ERL）,，其中包括一個(gè)集成了增材制造的獨(dú)特概念車(chē)。這輛電動(dòng)Type 20概念車(chē)采用1962年的Type 2 11窗微型車(chē),，并在內(nèi)部和外部展示各種實(shí)驗(yàn)性3D打印部件,。 在首次亮相的同時(shí)，ERL已被引入加州創(chuàng)新與工程中心（IECC）,，預(yù)計(jì)將成為德國(guó)以外最大的大眾汽車(chē)研究機(jī)構(gòu),。

它的核心元素就是用3D打印的橙色輪轂、兩側(cè)后視鏡支架,、方向盤(pán)和其他組件。而且這些產(chǎn)品并非是人類(lèi)設(shè)計(jì)的,，而是由人工智能在Generative Design過(guò)程中所創(chuàng)造的,。

人工智能的優(yōu)勢(shì)在于能夠快速了解工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中優(yōu)先考慮的東西--結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,、易于生產(chǎn)和輕量化設(shè)計(jì)等等，而且可以通過(guò)迭代升級(jí)來(lái)滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn),。這并不僅僅只是采用現(xiàn)有零件并對(duì)金屬進(jìn)行雕刻從而制作孔洞設(shè)計(jì),。而是會(huì)考慮到力學(xué)原理，因此需要重頭設(shè)計(jì)這些零件的核心結(jié)構(gòu),。

因此最終打造出來(lái)的設(shè)計(jì)和我們對(duì)現(xiàn)代工程的期望有所不同,。沒(méi)有簡(jiǎn)潔的線(xiàn)條和塊狀結(jié)構(gòu)，人工智能“培訓(xùn)”出來(lái)的替代品更像是混合了藤蔓或者樹(shù)根,。雖然看上去比較脆弱,，但是測(cè)試結(jié)果表明人工智能所設(shè)計(jì)的后視鏡支架和傳統(tǒng)支架基本相同，但是人工智能所使用的材料要少很多,。

3.3D打印汽車(chē)Olli推出2.0升級(jí)版,，零件減少50%、人工耗時(shí)減少50%
2019年9月5日,，美國(guó)3D打印汽車(chē)制造商Local Motors公司推出了3D打印電動(dòng)穿梭巴士的升級(jí)版——Olli 2.0,。Olli 2.0專(zhuān)為社區(qū)、校園和城市中心而設(shè)計(jì),，是一種智能,、安全、綠色的交通工具,。 與其前身Olli相比,，Olli 2.0使用的零件數(shù)量減少了50％，而且人工耗時(shí)也減少了50％,。

Olli 2.0 3D打印電動(dòng)穿梭巴士

Olli于2016年首次亮相,，其具有低速、個(gè)性化,、自動(dòng)駕駛等特點(diǎn),，能夠運(yùn)送12名乘客。通過(guò)Cincinnati Incorporated 的大面積增材制造（BAAM）3D打印機(jī)來(lái)生產(chǎn),，并且使用了IBM Watson IoT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),，該車(chē)輛可以3D打印，并且組裝時(shí)間只需10小時(shí),。

此外,，Olli配備了360°LiDAR掃描儀雷達(dá)，可以感知各個(gè)方向的環(huán)境,。因?yàn)槭褂昧?D打印技術(shù),，廠(chǎng)商可以針對(duì)不同的環(huán)境和需求定制車(chē)輛。目前Olli已經(jīng)進(jìn)行了許多道路測(cè)試,，包括在柏林街頭與德國(guó)鐵路公司合作,，以及最近在薩克拉門(mén)托州立大學(xué)校園內(nèi)進(jìn)行部署,。

根據(jù)Local Motors的說(shuō)法，Olli 2.0已經(jīng)開(kāi)發(fā)出更多功能,，包括自然語(yǔ)言識(shí)別等等,，除語(yǔ)音識(shí)別外，Olli 2.0還集成了麻省理工學(xué)院創(chuàng)業(yè)公司Affectiva的人臉識(shí)別技術(shù),，可以對(duì)乘客進(jìn)行面部和情緒跟蹤以及動(dòng)態(tài)路線(xiàn)優(yōu)化,。 此外，它目前的最高時(shí)速為25 MPH,，頗為安全,。

Olli 2.0目前正在田納西州諾克斯維爾的Local Motors Industries的微型工廠(chǎng)生產(chǎn)，并將在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)出廠(chǎng),。Local Motors 的微型工廠(chǎng) LM Industries,，他們沒(méi)有像傳統(tǒng)汽車(chē)制造商那樣配備大規(guī)模生產(chǎn)線(xiàn)，而是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)眾包設(shè)計(jì),、3D打印等數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行低速電動(dòng)汽車(chē)的快速制造,。

4.豐田汽車(chē)與3D Systems合作開(kāi)發(fā)汽車(chē)3D打印解決方案

3D Systems和德國(guó)汽車(chē)研發(fā)中心TOYOTA Motorsport GmbH（TMG）宣布合作開(kāi)發(fā)“首次進(jìn)入市場(chǎng)”的汽車(chē)增材制造解決方案。 3D Systems和TMG將合并各自的專(zhuān)業(yè)知識(shí),，為汽車(chē)行業(yè)的高性能應(yīng)用創(chuàng)造先進(jìn)的3D打印技術(shù)和材料,。旨在通過(guò)增材制造在賽車(chē)運(yùn)動(dòng)中開(kāi)辟新天地，兩家公司打算改變汽車(chē)工程,、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的現(xiàn)有模式,。

在世界耐力錦標(biāo)賽上，TOYOTA GAZOO賽車(chē)的擾流板上的3D Systems標(biāo)志,。

TMG是日本跨國(guó)汽車(chē)制造商豐田汽車(chē)公司的全資子公司,。 TMG為其母公司開(kāi)展賽車(chē)運(yùn)動(dòng)和研發(fā)活動(dòng)，作為位于科隆的高性能測(cè)試和開(kāi)發(fā)設(shè)施運(yùn)營(yíng),。占地30,000平方米的空間設(shè)有先進(jìn)的設(shè)施,，用于設(shè)計(jì)，生產(chǎn),，測(cè)試和組裝部件和車(chē)輛,。除了為其豐田公司提供專(zhuān)業(yè)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)服務(wù)外，TMG還為外部合作伙伴和客戶(hù)提供解決方案,。 TMG展示了材料專(zhuān)業(yè)知識(shí),，曾與帝斯曼和謝菲爾德大學(xué)先進(jìn)制造研究中心（AMRC）合作開(kāi)發(fā)新的先進(jìn)材料解決方案。

3D Systems在為汽車(chē)行業(yè)提供3D打印技術(shù)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),。此前,，該公司幫助新西蘭汽車(chē)制造商Rodin Cars和獲得冠軍的NASCAR團(tuán)隊(duì)Stewart-Haas Racing加速了汽車(chē)行業(yè)的生產(chǎn)力。 Rodin Cars使用sPro 230，ProX 800和ProX DMP 320 3D打印機(jī)開(kāi)發(fā)碳纖維工具以及排氣收集器,，消聲器,，立柱,，輪轂和元件安裝支架的鈦生產(chǎn)部件,。另一方面，Stewart-Haas Racing將ProX800與Geomagic Wrap逆向工程軟件結(jié)合使用,，以改進(jìn)其掃描到CAD工作流程并生產(chǎn)空氣動(dòng)力賽車(chē)部件,。

5.5999歐元！意大利XEV第一款民用3D打印汽車(chē)YOYO開(kāi)始眾籌了

2019年12月9日,，全球著名的3D打印汽車(chē)XEV公司的首款產(chǎn)品YOYO,，以眾籌的形式走向市場(chǎng)，基礎(chǔ)包定價(jià)5999歐元一輛,，擬定于2020年12月發(fā)貨,；眾籌目標(biāo)金額50萬(wàn)歐元。目前,，這款車(chē)的駕駛設(shè)計(jì)為右舵,，適合歐洲使用；安全性上達(dá)到或超過(guò)了歐盟“重型四輪摩托車(chē)”L7的標(biāo)準(zhǔn),。

在2019年11月的XEV中國(guó)總部開(kāi)業(yè)典禮上,，南極熊就已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)其CEO路迪介紹說(shuō)，第一款微型電動(dòng)車(chē)YOYO長(zhǎng)度2.5米,、寬度1.5米,、不含電池的重量為450kg，最高時(shí)速70Km/h,，續(xù)航里程150-180Km,，采用48瓦的安全電機(jī)，價(jià)格在5500-6500歐元之間（人民幣4.4-5.2萬(wàn)）,。

XEV公司來(lái)自歐洲,，總部位于意大利都靈，擁有世界一流的創(chuàng)新型3D打印增材制造汽車(chē)工廠(chǎng),，由來(lái)自全球的頂級(jí)設(shè)計(jì)師和3D打印工程師團(tuán)隊(duì)組成,。團(tuán)隊(duì)由來(lái)自寶馬、大眾等知名車(chē)企精英匯聚而成,。通過(guò)深厚工作經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累,，對(duì)世界先進(jìn)造車(chē)技術(shù)有著深入了解。XEV核心團(tuán)隊(duì)深耕中國(guó)用戶(hù)和市場(chǎng),，通過(guò)強(qiáng)有力的結(jié)合和對(duì)產(chǎn)品的理解,，為世界不同地區(qū)的用戶(hù)打造極致用戶(hù)體驗(yàn)的產(chǎn)品。作為全球最智能的汽車(chē)級(jí)3D打印機(jī)解決方案提供商和創(chuàng)新工業(yè)4.0解決方案提供商，XEV開(kāi)創(chuàng)性的將3D打印技術(shù)應(yīng)用到汽車(chē)研發(fā)和生產(chǎn)中,，以達(dá)到降低造車(chē)成本,，滿(mǎn)足高度定制化需求的目的。

XEV的目標(biāo)是成為城市內(nèi)電動(dòng)通勤領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊,，改變用戶(hù)城市內(nèi)出行的通勤方式,，讓出行變得更方便、更時(shí)尚,、更有樂(lè)趣的同時(shí),，也變得更實(shí)惠。同時(shí)通過(guò)創(chuàng)新的增材制造方式,，達(dá)到產(chǎn)品隨用戶(hù)個(gè)性化需求和發(fā)展不斷自我迭代,，最終改變用戶(hù)的出行習(xí)慣以及生活方式。

2019年3月,，XEV與韓國(guó)濟(jì)州的JMC公司簽訂了世界首個(gè)汽車(chē)級(jí)增材汽車(chē)生產(chǎn)合同,，這一智能生產(chǎn)解決方案包含了50臺(tái)3D打印機(jī)和4個(gè)后處理站，總價(jià)超過(guò)300萬(wàn)歐元,。同時(shí)XEV與寶馬,、大眾等知名車(chē)企也有深度合作，為其提供世界領(lǐng)先的智能生產(chǎn)解決方案,。

世界首款3D打印汽車(chē)YOYO是XEV的最新產(chǎn)品,，YOYO車(chē)上部分極具設(shè)計(jì)效果的部件都是使用3D打印技術(shù)制造的。3D打印技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù),，節(jié)省了大量的模具開(kāi)發(fā)費(fèi)用,，并且大幅度減少了生產(chǎn)過(guò)程中廢料的產(chǎn)生，在環(huán)保的同時(shí)更極大程度的降低了研發(fā)和生產(chǎn)成本,，從而可實(shí)現(xiàn)3D打印部件高度定制化,，以滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求。同時(shí),，3D打印部件可根據(jù)大數(shù)據(jù)及用戶(hù)反饋實(shí)現(xiàn)快速迭代和更新,，使得YOYO成為真正以用戶(hù)體驗(yàn)為核心的個(gè)性化汽車(chē)。



6. 瑞士Rinspeed推出3D打印的概念電動(dòng)汽車(chē)MetroSnap
瑞士汽車(chē)制造商Rinspeed推出了其MetroSnap概念電動(dòng)汽車(chē),，該汽車(chē)是在領(lǐng)先的3D打印機(jī)制造商 Stratasys的幫助下開(kāi)發(fā)的,，使用了30多種3D打印的內(nèi)部和外部零件，這些零件是使用Stratasys的FDM和PolyJet技術(shù)生產(chǎn)的,。這些部件包括內(nèi)部控制臺(tái),，展示架，插頭固定裝置,、通風(fēng)孔,，外部的激光雷達(dá)屏幕和牌照等,。

Rinspeed創(chuàng)始人Frank M. Rinderknecht說(shuō)道：“使用Stratasys 3D打印，我們能夠在很短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)和制造MetroSnap的定制零件,，從而使我們能夠加快車(chē)輛設(shè)計(jì)并在生產(chǎn)過(guò)程中克服傳統(tǒng)制造的局限性,。對(duì)于這樣的項(xiàng)目，每一個(gè)要素都是經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)和測(cè)試的,，3D打印的制造時(shí)間很短,，可以替代傳統(tǒng)制造方式，使您可以靈活地進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn),�,！�

MetroSnap可以進(jìn)行定制設(shè)計(jì),，底盤(pán)和車(chē)廂采用模塊化的設(shè)計(jì),，使用獨(dú)立電池供電，可以根據(jù)不同的功能需求來(lái)定制,，例如,，它們可以適應(yīng)出租車(chē)接送，包裹收集或在超市中導(dǎo)航,。

為了幫助車(chē)廂的開(kāi)發(fā),，Rinspeed設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用Stratasys的FDM 3D打印技術(shù)來(lái)生產(chǎn)定制組件。這些零件功能齊全,，并保持了最終用途汽車(chē)應(yīng)用所需的材料特性,。例如，車(chē)廂的中控臺(tái)必須耐用且輕巧,，以提供最佳的燃油和速度效率,。使用Stratasys的Nylon12CF材料，該團(tuán)隊(duì)能夠3D打印具有高剛度重量比和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的零件,。

此外,，來(lái)自Stratasys的ASA材料被用于車(chē)輛外部的3D打印傳感器蓋。這些蓋具有先進(jìn)的性能,，可以承受極端天氣條件和紫外線(xiàn)輻射,，因此能夠與傳統(tǒng)制造的蓋相匹配。但是,，一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)是,，利用3D打印，可以在幾小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)零件,，與傳統(tǒng)方法相比,，節(jié)省了項(xiàng)目寶貴的生產(chǎn)時(shí)間。

Rinspeed團(tuán)隊(duì)還購(gòu)買(mǎi)了Stratasys最近發(fā)布的J850 3D打印機(jī),，該打印機(jī)配備了多種材料和全彩色3D打印功能,。這樣就可以為概念車(chē)生產(chǎn)符合MetroSnap設(shè)計(jì)要求的形狀和顏色逼真的內(nèi)飾部件,。 3D打印內(nèi)部零件的示例包括灰色的充電插頭蓋和白色的儀表板通風(fēng)孔，使團(tuán)隊(duì)可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)MetroSnap的組件進(jìn)行顏色匹配,，從而有助于及時(shí)加快車(chē)輛的總體設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)速度,。

7.大眾汽車(chē)將使用惠普Metal Jet 3D打印系統(tǒng)生產(chǎn)1萬(wàn)個(gè)金屬電動(dòng)汽車(chē)模型
2019年11月8日，大眾汽車(chē)宣布將與GKN和惠普一起使用HP Metal Jet系統(tǒng)生產(chǎn)10,000個(gè)金屬3D打印件,，大眾汽車(chē)將使用HP Metal Jet 3D打印系統(tǒng)生產(chǎn)新型ID.3電動(dòng)汽車(chē)的微型模型,，用于營(yíng)銷(xiāo)目的。

這款售價(jià)為30,000歐元的ID.3于2019年11月4日投入量產(chǎn),。德國(guó)聯(lián)邦總理安格拉·默克爾（Angela Merkel）觀(guān)看了德國(guó)中部茨維考（Zwickau）工廠(chǎng)組裝線(xiàn)的第一批車(chē)輛,。一旦2021年全面投入運(yùn)營(yíng)，這家耗資13.3億美元的工廠(chǎng)每年將生產(chǎn)33萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē),，這是大眾汽車(chē)“全球電力攻勢(shì)”的一部分,。大眾汽車(chē)表示，茨維考工廠(chǎng)將成為“歐洲最大,，效率最高的電動(dòng)汽車(chē)工廠(chǎng)”,。

目前金屬3D打印在汽車(chē)制造中，主要用于高端車(chē)型的零件生產(chǎn),，或者研發(fā)樣件的制造,。對(duì)于未來(lái)批量應(yīng)用到電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)中，惠普制定了三個(gè)階段的發(fā)展目標(biāo),，首先是進(jìn)行大規(guī)模定制和裝飾部件,，并計(jì)劃“盡快將Metal Jet打印的結(jié)構(gòu)部件集成到下一代車(chē)輛中，并不斷增加的部件尺寸和技術(shù)要求,�,！�

大眾汽車(chē)采用HP Metal Jet 打印的換檔桿

未來(lái)的目標(biāo)是“每年制造50000至100000的足球大小尺寸的零件”。這些3D打印組件可能包括變速桿和后視鏡支架,。增材制造將因其在輕量化方面的優(yōu)勢(shì)而在不斷增長(zhǎng)的電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中部署,，HP預(yù)計(jì)未來(lái)將生產(chǎn)“經(jīng)過(guò)完全安全認(rèn)證的金屬零件”。

8.3D打印定制的個(gè)性化寶馬MINI汽車(chē)
有一次和某人看電影,，發(fā)現(xiàn)電影院里針對(duì)新一代年輕消費(fèi)者的一個(gè)大大的廣告：寶馬旗下MINI加上了3D打印定制的概念,，作為取悅客戶(hù)的亮點(diǎn)。送限量車(chē)貼和3D打印側(cè)舷窗,讓你的MINI到哪兒都是全場(chǎng)焦點(diǎn),。

可定制部分是側(cè)舷窗（其實(shí)只是很小一部分）,。由白色前轉(zhuǎn)向側(cè)舷窗組成。該套裝包括乘客側(cè)邊的一個(gè)側(cè)舷窗和駕駛員側(cè)的另一個(gè)側(cè)舷窗,。具體定制元素包括：

• 底紋網(wǎng)格
• 底紋顏色
• 車(chē)身顏色
• 文字
  

2019上海TCT上,，南極熊發(fā)現(xiàn)全球3D打印巨頭stratasys的展位上，也展示3D打印的MINI汽車(chē)兩個(gè)零件：側(cè)舷窗和裝飾面板,�,？赡苤袊�(guó)區(qū)的定制零部件,，就是他們打印的。

  

副駕駛前的裝飾面板,、側(cè)舷窗,、LED水坑燈等都可以進(jìn)行3D打印個(gè)性化定制。而且有更多的紋理,、顏色,、圖案等可以選擇，甚至直接讓你在頁(yè)面上畫(huà)出自己的圖案,。這么多部位可以個(gè)性化,，2018年寶馬3D打印汽車(chē)零部件超過(guò)200,000個(gè)組件也就不足為奇了。


國(guó)外版本,，升級(jí)的打包服務(wù)包括3D打印鑲嵌在旁邊的指示器和儀表盤(pán),，以及個(gè)性化的副駕駛前面的裝飾面板和LED水坑燈；指示器和儀表盤(pán)有五款顏色,，可以顯示文字,、簡(jiǎn)單的圖像和紋理圖案或者城市風(fēng)貌；采用激光雕刻技術(shù),，照明門(mén)檻條可以呈現(xiàn)車(chē)主手寫(xiě)文字、基本圖像甚至星座等,；此外,，當(dāng)車(chē)門(mén)打開(kāi)，水坑燈設(shè)備可以將定制化的文字投影到路地上,。

△國(guó)外MINI可以3D打印定制的視頻

借助3D打印技術(shù),，模塊化個(gè)性定制，可能是一個(gè)目前最為合理的定制方式,，既能夠保證快速交付,，又可以保證成本較低和質(zhì)量性能的穩(wěn)定。除汽車(chē)定制外,，其他類(lèi)似產(chǎn)品同樣可以套用,。例如整體家裝，大家電（冰箱,，洗衣機(jī)）等行業(yè),。不過(guò)，汽車(chē),，你可以開(kāi)出去兜風(fēng)炫耀,，讓別人看；而家電一類(lèi)的東西,，一般都是自己悶在家里使用,，其定制的需求是否剛性,，是一個(gè)重要的問(wèn)題。