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寶馬推出了100萬個3D打印組件，即寶馬i8Roadster敞篷跑車的金屬車頂支架。寶馬采用了惠普的多噴流融合技術(shù)，可在24小時內(nèi)生產(chǎn)多達(dá)100個3D打印的金屬車頂支架。
隨著增材制造技術(shù)在汽車業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，汽車制造商和零部件供應(yīng)商發(fā)現(xiàn)自己正置身于一場革命性變革的前沿陣地。事實上，該制造方式還有一個更為人所知的名稱——“3D打印技術(shù)”。3D打印是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術(shù)，將對傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響，是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù)。
前不久，德國汽車制造商寶馬推出了該公司*00萬個3D打印組件，即寶馬i8Roadster敞篷跑車的金屬車頂支架。據(jù)了解，寶馬僅用5天的時間就完成了開發(fā)，并迅速融入到系列產(chǎn)品的生產(chǎn)當(dāng)中。寶馬采用了惠普的多噴流融合技術(shù)，這也是該技術(shù)*用于汽車生產(chǎn)，可在24小時內(nèi)生產(chǎn)多達(dá)100個3D打印的金屬車頂支架。
生產(chǎn)靈活自由度高
早在2014年，世界上*輛3D打印汽車就問世了，不過其中關(guān)鍵的零部件還是在傳統(tǒng)流水線上制造的。從目前來看，利用3D技術(shù)打印整車似乎并不太現(xiàn)實，但3D打印技術(shù)已經(jīng)可以根據(jù)需求定制零部件，甚至批量生產(chǎn)某些汽車零部件。很多汽車制造商都在使用3D打印技術(shù)制造用于汽車研發(fā)的原型部件和概念車，以及打印操作工具和裝配輔助工具。目前，多家車企正在考慮未來5年內(nèi)使用3D打印機批量生產(chǎn)汽車零部件，尤其是復(fù)雜零部件。另外，一些汽車制造商已經(jīng)開始大量生產(chǎn)需求旺盛的小批量定制零部件，通常是汽車內(nèi)飾產(chǎn)品。
寶馬可以算是該領(lǐng)域的先行者。據(jù)悉，寶馬集團使用3D打印技術(shù)已有超過25年的歷史，早在2010年，寶馬就開始同時使用塑料和金屬打印較小的汽車零部件。在過去10年，寶馬利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)了100萬個零部件。該公司表示，僅在2018年，他們使用3D打印機生產(chǎn)的零部件就超過20萬個，同比增長42％。寶馬集團增材制造中心主任杰恩·埃特爾表示：“我們將繼續(xù)密切關(guān)注3D技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，并且希望可以同該領(lǐng)域*的制造商進(jìn)行長期合作。”
事實上，金屬車頂支架并不是寶馬i8跑車惟一的3D打印部件，甚至不是*個。*個3D打印的部件是鋁合金車輛軟頂附件夾具，它比傳統(tǒng)注塑組件更輕，同時更結(jié)實，今年該組件還獲得了Altair啟蒙獎。寶馬集團生產(chǎn)戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人烏多·亨勒表示：“使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零部件在材料成形階段給了我們很大的自由度，這些零部件生產(chǎn)耗時短、品質(zhì)有保證。我們認(rèn)為增材制造技術(shù)的潛力巨大，未來將應(yīng)用于量產(chǎn)車型、個性化定制車型以及零配件供應(yīng)等多個領(lǐng)域。”
2018年5月，寶馬宣布，計劃投資1000余萬歐元在德國慕尼黑北部的上施萊斯海姆建立全新的增材制造研發(fā)和生產(chǎn)中心。幾乎在同一時間，通用汽車宣布，未來將使用Autodesk（一家軟件設(shè)計和數(shù)字化內(nèi)容創(chuàng)建公司）的新設(shè)計軟件來生產(chǎn)3D打印產(chǎn)品，制造輕量化部件。近日，梅賽德斯-奔馳也宣布，將借助3D打印技術(shù)對特殊經(jīng)典車型中的天窗滑軌等部件進(jìn)行小批量生產(chǎn)。此外，還有多家汽車廠商競相注資與3D打印技術(shù)相關(guān)的初創(chuàng)公司。未來3～5年，3D打印汽車零部件將迎來一波爆發(fā)式增長。
簡化流程降低成本
除了生產(chǎn)靈活以及加快研發(fā)速度外，3D打印技術(shù)帶來的另一大好處在于成本方面，可以讓相關(guān)車企和零部件供應(yīng)商在價格上更具競爭力。德國零部件供應(yīng)商博澤集團就十分看好3D打印技術(shù)的前景，并在最近注資了一家初創(chuàng)公司AIM3D。近日，博澤集團*技術(shù)官施博格在接受《中國汽車報》記者采訪時表示：“現(xiàn)在使用3D技術(shù)打印出來的塑料件和傳統(tǒng)工藝制造出來的塑料件相比，雖仍存在表面光滑度和手感等方面的瑕疵，但我們更關(guān)注的是這些塑料件帶給我們各種各樣的新功能。這些3D打印的塑料件是纖維加強型產(chǎn)品，因此在樣品生產(chǎn)方面能節(jié)省大量時間和精力。我認(rèn)為，未來10年，3D打印塑料件將在汽車業(yè)得到大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。”
通用汽車增材設(shè)計與制造總監(jiān)凱文·奎因也是這么認(rèn)為的，他說：“3D打印技術(shù)可以縮短復(fù)雜零部件的生產(chǎn)過程、降低相關(guān)成本。目前，通用汽車公司生產(chǎn)了一種使用3D打印技術(shù)制造的座椅托架。據(jù)測算，這種座椅托架比使用傳統(tǒng)方式制造的同類座椅重量減輕了40％，而強度要高20％。而且，這一座椅是由一個整體零件組成，而不是由8個單獨零件焊接在一起，從而降低了模具和組件方面的成本。”
事實上，通用汽車在30多年前就開始購買3D打印機并用于汽車研發(fā)。目前，該公司主要利用它們制造用于汽車開發(fā)和空氣動力學(xué)測試的原型部件。除此之外，通用還利用3D打印技術(shù)制造手工輔助工具、夾具、固定裝置等，例如有一種輔助工具是幫助工人更好地安裝車用防曬板，還有一種可以防止漆面劃傷的工具也是3D打印的。奎因說，3D打印原型部件可以節(jié)省大量的時間和金錢，同時這也賦予工程師更大的靈活性，使物理配件更加合理地進(jìn)行迭代。奎因說：“以前，當(dāng)我們需要制造某個小部件時，比如一個小塑料支架，我們必須制造一個鋁注塑模具工具，需要等10到12周才能生產(chǎn)出來。現(xiàn)在只需要幾天，甚至幾個小時就能利用3D打印機制造出來。”
實現(xiàn)汽車個性化定制
雖然已經(jīng)有很多車企在汽車制造過程中使用了3D打印技術(shù)，但該技術(shù)目前主要是用于汽車制造中的裝飾性而非功能性配件。來自美國馬薩諸塞州的卡里斯汽車咨詢公司經(jīng)理羅希特·馬修表示，汽車行業(yè)對質(zhì)量和外觀的高標(biāo)準(zhǔn)排除了許多零部件使用廉價3D打印機來制造的可能性。他說：“如果只是打印用于中控臺或者其他不可見部位的小配件，那么配件表面的光潔度并不重要，重要的是它的硬度和強度。”從現(xiàn)在的技術(shù)看，裝飾性而非功能性汽車配件非常適合在3D打印機上生產(chǎn)，例如汽車保險杠上的夾子。
同樣，施博格認(rèn)為未來3D打印最有望大展拳腳的領(lǐng)域是汽車內(nèi)飾。有了3D打印技術(shù)加持，汽車內(nèi)飾可以擁有更多款式和花樣，而且生產(chǎn)也變得更加方便。只不過，現(xiàn)在3D打印的材料品質(zhì)還達(dá)不到傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)出來的零部件標(biāo)準(zhǔn)，所以尚未大規(guī)模推廣。“但我認(rèn)為在未來5年，隨著更多創(chuàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，越來越多消費者會通過3D打印技術(shù)來實現(xiàn)自己車輛的個性化需求，就像現(xiàn)在大家定制自己的手機殼一樣，可以完全按照自己的喜好來裝飾。我認(rèn)為，這將是3D打印技術(shù)給我們帶來的*好處。”施博格如是說。
當(dāng)前，越來越多汽車消費者追求個性化定制，不少車企也開始從中尋找新的商機。例如，MINI將在美國推出一個定制化項目，利用3D打印技術(shù)讓車主通過一家個性化網(wǎng)站在線上為他們的汽車設(shè)計個性化的內(nèi)飾和外飾配件。接到訂單后，MINI會通過3D打印機將這些配件生產(chǎn)出來。車主能夠選擇不同的設(shè)計模板，還可以自己選擇顏色、圖案和車身裝飾花紋，甚至能在汽車中添加一些個性化的文字，比如車主的名字或者昵稱等。
雖然3D打印技術(shù)具有較強的靈活性，還能降低汽車零部件生產(chǎn)過程中的成本和時間，但3D打印的零部件在品質(zhì)、強度和耐久性等方面仍有較大限制，底盤、懸架、發(fā)動機、變速器等關(guān)鍵零部件仍需依賴傳統(tǒng)制造工藝，至于整車打印現(xiàn)在看來仍很遙遠(yuǎn)。不過，一些行業(yè)分析師認(rèn)為，一旦3D打印達(dá)到足夠的規(guī)模，將會有一批初創(chuàng)科技公司變身成為新型的汽車零部件供應(yīng)商。此外，3D打印還有可能影響傳統(tǒng)的經(jīng)銷商運營模式。
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