導讀：幾十年來，德國汽車公司一直致力于推動3D 打印在汽車制造上的應用。許多公司都擁有專門的實驗室，并且多年來一直在進行大規(guī)模的研究和產品開發(fā)。他們通過與那些老牌的服務機構和 3D 打印原始設備制造商 (OEM)合作，以及德國弗勞恩霍夫研究所進行合作，建立起了難以逾越的技術優(yōu)勢。此外，這些公司中的許多廠家已經開始在 F1 和定制高端汽車定制中廣泛使用 3D 打印部件，充分利用了 3D 打印的制造優(yōu)勢。在美國和亞洲，3D打印造車的聲勢還比較弱。不過最近，我們卻發(fā)現(xiàn)這一應用領域出現(xiàn)了一匹新的“黑馬”——通用汽車，盡管它是全球最大的兩家汽車制造商之一，但卻在進軍3D 打印技術領域后大放異彩。

2022年7月27日星，通用汽車最近對外宣布它使用了60,000 個采用惠普（HP）的粘合劑噴射技術（MJF）制作的柔性“擾流板封閉密封”零件，將用于 2022Tahoe 車型。該公司通過GKN 的 Forecast 3D裝置以及BASF Forward AM Ultrasint TPU 1材料來生產這些零件。通用汽車還依靠 AMT 的蒸汽平滑技術來完成這些零件。

令人耳目一新的是，通用汽車公司向世界展示的是一個使用 3D 打印制造車輛橋梁的案例，該部件是一種靈活的部件，事實上這并不是增材制造擅長的方向。此外，該公司還宣布將在其新的凱迪拉克 CELESTIQ 模型中安裝 100 多個 3D 打印部件，包括金屬和聚合物。它已投入 8100 萬美元在其增材工業(yè)化全球技術中心制造這款汽車。毫無疑問，通用汽車對3D 打印霸權的爭奪會讓德國人更加努力。梅賽德斯、寶馬和大眾汽車這些德國汽車公司往往更專注于深入的技術和流程知識。多年來，他們一直致力于材料、自動化、后處理、鑒定方法等方面的工作。相比之下，通用汽車入局是比較晚的，它是從 2020 年左右開始接觸3D打印業(yè)務，并從一項服務中訂購了 60,000 個增材零件。可以看出，德國公司擁有更深入的增材制造知識，但如果通用汽車可以依靠外包服務來獲得增材零件并在新聞宣傳上搶占先機，那這也不失為一種有價值的方法。

無需粉末床融合技術的 3D 打印汽車零件

同樣，SOLIZE 正在使用 HP 系統(tǒng)為日產的 NISMO 汽車制造零件。這可能意味著我們可以看到其他沒有太多增材制造知識背景的汽車制造商通過服務快速推出組件。

德國對粉末床融合的巨額投資也減緩了他們對 3D 打印的采用，并造成了該技術不必要的昂貴。粉床熔融增材技術在材料和機器上有很大的利潤空間，以及非常高的成本基礎。它也非常復雜，這意味著公司將需要幾年時間來部署它。由于它是一種復雜的技術，看起來可以在工廠中使用，因此公司投入了數(shù)年時間將其工業(yè)化。這導致德國的許多汽車應用在幕后呆了很長時間。

現(xiàn)在，使用粘合劑噴射技術，可以實現(xiàn)更低的零件成本，尤其是在自動化程度高的情況下。只需要用軟件來鑒定合格的部件，并且該技術最適合批量生產，而不是許多獨特的部件，當然定制化部件也是有著很大潛力的。帶有簡單材料擠壓系統(tǒng)的綁定式金屬3D打印也可以為某些幾何形狀提供低成本的部件，相信Markforged和巴斯夫一定會進一步推動此類技術。

同時，一些更高性能的聚合物，尤其是聚酰胺，可以進一步推動 3D 打印在汽車零部件中的滲透。如果汽車行業(yè)使用可靠的材料擠出機來制造部件，這可能會產生非常大的成本效益。在粉末床熔融金屬和聚合物上投入的大量資金也應該會導致一些新部件的大規(guī)模打印。

汽車零件將在哪里進行 3D 打??？

有志于進行制造的服務平臺，如MakerVerse，可以進一步部署零部件，而不像Morf3D、Azoth3D和Sintavia等服務那樣需要大量的資金。然而，3D 打印在汽車零部件中的未來在哪里？

從原型到最終使用的部件，現(xiàn)在似乎是正確的時機。事實上，我們期望未來會有更多公司使用3D 打印汽車零部件，但運作模式可能還不能確定：他們會通過服務打印它們嗎？還是他們會要求現(xiàn)有的 1、2 和 3 級合作伙伴打印這些項目？雖然汽車制造商擁有 3D 打印知識和經驗，但他們的供應商目前沒有。這些供應商在財務上也沒有多少空間來對3D 打印進行有深度、富有想象力的投資。

那么，汽車公司是否會自己 3D 打印零件呢？對于其中一些組件，這是有可能的。制造商們可以提供高價值的定制產品，從中獲取所有利潤。他們可以有能力的話可以快速進行橋梁制造，或者在內部創(chuàng)建新模型，但是汽車零件3D 打印的運營模式還有待進一步觀察。

哪些汽車零件將被 3D 打印？

使用 3D 打印為汽車行業(yè)制造哪些組件也將是一個難題。我們已經看到了定制的 SLA組件、鈦合金組件、FDM組件、可見的、隱藏的和輕量化的零件，以及具有集成功能的零件。每個人都在玩不同的材料、技術和應用。

除了夾具和固定裝置外，模具工具也是一個明顯的領域。大規(guī)模定制的聚合物部件似乎也很明顯。在某些情況下，我們還可以看到集成的整體化、輕量化的元件。用于底盤和更大組件的定向能量沉積 (DED) 和線弧 AM 式工藝將非常令人興奮，但距離應用似乎還很遠。

最大的機會在于全球數(shù)百萬汽車零部件的維護、修理和大修 (MRO) 業(yè)務中，這也是在新汽車平臺上的基本性能增強項目的設計。此外，我們應該意識到，其他制造方法制造的汽車零部件的成本與 3D 打印行業(yè)對其零部件的收費之間仍然存在巨大差距。我們需要解決這個問題才能取得進展。

通用汽車的CELESTIQ

CELESTIQ是通用汽車將在其全球技術中心內手工制造的一款限量版汽車。我們經?？吹?3D 打印項目陷入困境，因為從事生產的人不想花時間將新技術引入制造業(yè)務。手工制造這輛汽車，將使通用汽車能夠了解 3D 打印零件并以明確和封閉的方式將它們安裝在汽車上。

在這種情況下，增材制造不必在完全取代汽車公司其他車型的制作路徑，它將只針對這個特定系列的汽車上的部件進行。重要的是，如果通用汽車在使用增材制造生產定制車型這方面發(fā)現(xiàn)了很好的效果，未來也許真的會對汽車生產做出一些變革。

△標致的3D 打印手機或卡片夾。圖片由 Stellantis 提供。

汽車公司在量產車上賺的錢很少，但在昂貴的定制汽車線路上就是另一番光景了。制造商在制造定制汽車方面也有副業(yè)，例如 Bentley Mulliner、Porsche Individual 和 Mercedes Guard。這些都是小批量，但利潤很高。

理想情況下，制造商可能希望通過向數(shù)百萬人出售的大批量、有利可圖的獨特零件，使定制變得司空見慣。要做到這一點，你需要極大的信心和制度變革。這種情況很理想，但也極難實施。同時，終極定制車是一次性概念車。這是一輛非常昂貴的汽車，耗資數(shù)百萬美元，但展示了設計的未來。概念車是全世界都可以看到的技術玩具。像其他汽車品牌銷售的限量版超級跑車，價格也都在100萬美元以上。

那么，如果通用汽車現(xiàn)在開始一直在內部制造小批量、手工制造的汽車呢？據報道，該公司希望為CELESTIQ 收取 300,000 美元的費用。如果該公司使用 3D 打印和補充技術，這實際上可能是非常有利可圖的。

與其在概念車上賠錢，通用汽車還可以每年限量生產可使用的工作車輛。這些對公司來說可能是高利潤的，同時吸引了記者和汽車愛好者。這些汽車可以以可管理和盈利的方式為品牌創(chuàng)造光環(huán)效應。

當然，目前還不確定這是否是公司的意圖。CELESTIQ 可能是一個一次性的測試平臺，可以讓自己熟悉 3D 打印的模式。但是，想象一下，通過在街上的圍觀者面前制造完全瘋狂、可駕駛的汽車來展示您的品牌，您可以創(chuàng)造出什么樣的營銷發(fā)起點。想象一下，如果客戶為您的設計探索預先付費，并在此過程中激發(fā)品牌熱情。想象一下，如果你每年以每輛 150 萬美元的價格向汽車收藏家出售 300 輛汽車，財務將不再是問題，這種方法也可以很好地利用 3D 打印。

除了能夠制造大量的模具和工具外，增材制造是可以讓一家公司為這種定制汽車生產大量零部件的關鍵技術。想象一下，如果 CELESTIQ 不僅僅是一次性的，而是一種未來的方法，它可以創(chuàng)造歡呼聲、創(chuàng)意點和引領世界潮流。那么對于通用汽車公司來說，30萬美元一輛定制跑車，它將是一個終極的營銷工具，一個具有成本效益的營銷工具和一個可以四處行駛的展示舞臺。

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