3D打印技術(shù)自從問世以來，在各個(gè)行業(yè)都發(fā)揮著越來越大的作用。3D打印技術(shù)也在不斷地向多樣化邁進(jìn)，應(yīng)用越變得越來越廣泛。在汽車行業(yè)，3D打印技術(shù)被應(yīng)用于工具、夾具、零部件制作等等各個(gè)環(huán)節(jié)，雖然時(shí)至今日，3D打印整輛汽車還是無法實(shí)現(xiàn)的事，但是在汽車工業(yè)生產(chǎn)體系，3D打印技術(shù)應(yīng)用于原型測試、生產(chǎn)工具制造和零部件制造，已經(jīng)在逐步替代傳統(tǒng)制造。未來完成規(guī)?；?D打印生產(chǎn)，3D打印技術(shù)很可能會(huì)成為汽車行業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)之一。

3D打印技術(shù)助力汽車行業(yè)發(fā)展

對于汽車行業(yè)而言，3D打印技術(shù)應(yīng)用提高了整個(gè)開發(fā)流程的效率，增加了零部件的制造精度和定制程度，縮短汽車上市周期，并降低時(shí)間和生產(chǎn)成本。

2021年，越來越多的汽車廠商在制造過程中選擇了3D打印技術(shù)。保時(shí)捷推出2萬元的3D打印座椅，與之前相比支撐性更好；通用AIC中心安裝24臺(tái)金屬和非金屬3D打印機(jī)，用于設(shè)計(jì)汽車原型及工具；大眾汽車粘結(jié)劑噴射技術(shù)將批量應(yīng)用，金屬3D打印零件年產(chǎn)量達(dá)10萬個(gè)；福特將大規(guī)模生產(chǎn)金屬3D打印汽車部件，采用粘結(jié)劑噴射技術(shù)；斯柯達(dá)利用3D打印技術(shù)精簡汽車生產(chǎn)流程。

而在汽車制造流程中，也常見3D打印技術(shù)的身影。

瑞士-瑞典跨國電氣設(shè)備公司ABB的機(jī)器人部門ABB Robotics，在2020年就已在其機(jī)器人仿真程序中引入了3D打印軟件。利用這一新功能，用戶將能夠?qū)?/span>ABB機(jī)器人進(jìn)行編程，從而在30分鐘內(nèi)開始增材制造生產(chǎn)。作為其RobotStudio軟件的附加組件，ABB通過新的3D打印軟件免除手動(dòng)編程的步驟，從而加快原型生產(chǎn)速度。ABB機(jī)器人可用于汽車制造過程中的焊接、材料處理、小零件裝配、噴漆和涂飾等。

機(jī)床制造商德馬吉森精機(jī)/DMG MORI，擁有獨(dú)特的混合式（增材制造與傳統(tǒng)制造結(jié)合）加工解決方案，它將銑削加工技術(shù)與激光金屬沉積加工工藝結(jié)合在一起，應(yīng)用于具有完整銑削功能的激光熔覆加工機(jī)床上。LASERTEC65 3D Hybridd是德馬吉森精機(jī)推出的3D打印混合制造打印機(jī)，融合了5軸噴粉堆焊和5軸聯(lián)動(dòng)銑削加工技術(shù)，可交替進(jìn)行堆焊、銑削以及車削加工。基于激光堆焊的增減材一體制造工藝不僅可生產(chǎn)非常復(fù)雜的幾何形狀，而且同時(shí)可解決3D打印的表面質(zhì)量問題及材料復(fù)合問題。

而非混合制造設(shè)備的生產(chǎn)商西門子/siemens，用于定向能量沉積3D打印的Siemens NX 系統(tǒng)，在增材、減材混合制造中發(fā)揮了重要作用。Siemens NX Complete Hybrid CAD / CAM系統(tǒng)在完全集成的“designthrough-CNC”編程解決方案中提供混合增材制造的功能，包括用于集成激光粉末包覆和銑削的后處理和加工模擬。大多數(shù)混合制造系統(tǒng)利用定向能量沉積工藝，軟件對于實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化零件幾何形狀變得至關(guān)重要。

而作為3D打印公司，3D Systems也為汽車行業(yè)制造提供了軟硬件產(chǎn)品和服務(wù)解決方案。其中SLS技術(shù)在生產(chǎn)其他工藝難以處理的復(fù)雜幾何形狀時(shí)表現(xiàn)得游刃有余，將制模環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的時(shí)間與成本壓力也一并解決，并獲得理想熱塑塑料零部件運(yùn)用于汽車制造中。而利用SLA技術(shù)可以生產(chǎn)出模擬玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸和其他透明材料的透明部件，用于汽車制造環(huán)節(jié)需要透明性的設(shè)計(jì)中。

3D打印在汽車行業(yè)的瓶頸與未來

3D打印技術(shù)作為新型制造技術(shù)，在全球汽車行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用快速發(fā)展的同時(shí)，3D打印也面臨很多的技術(shù)難題和瓶頸。

根據(jù)調(diào)查報(bào)告顯示，目前3D打印技術(shù)主要集中于小批量制造，缺乏大批量制造成功案例，3D打印技術(shù)的成本制約著它的大規(guī)模推廣應(yīng)用，成本過高導(dǎo)致很多用戶認(rèn)為它無法完成零部件的大批量生產(chǎn)，還是需要依靠傳統(tǒng)的鑄造、鍛造、機(jī)加等工藝，降低成本是推廣3D打印技術(shù)的關(guān)鍵之一。

3D打印技術(shù)具有全新的設(shè)計(jì)理念和思維，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造可行性，但是新型的設(shè)計(jì)方法如拓?fù)鋬?yōu)化、點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、創(chuàng)成式設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)功能一體化等，與傳統(tǒng)的設(shè)立理念產(chǎn)生矛盾，無法兼容；與其他橫向技術(shù)比如傳統(tǒng)機(jī)床制造的融合不足，使得3D打印受到諸多限制，3D打印急需與材料基因組、高精度能量控制、數(shù)字孿生、新能源、綠色制造等先進(jìn)技術(shù)結(jié)合。

如何進(jìn)行技術(shù)變革與融合，是3D打印技術(shù)在汽車行業(yè)亟待解決的問題。

3D打印技術(shù)雖然現(xiàn)如今還存在著諸多問題和限制，但不可否認(rèn)的是，在汽車制造行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，他將占據(jù)著非常重要的地位。

我國2021年發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》中將增材制造列入關(guān)鍵核心技術(shù)，并提出中國將突破設(shè)計(jì)仿真、混合建模等基礎(chǔ)技術(shù)，開發(fā)應(yīng)用增材制造、超精密加工等先進(jìn)工藝，攻克智能感知、人機(jī)協(xié)作、精益管控等共性技術(shù)，突破一批“卡脖子”基礎(chǔ)零部件和裝置?，F(xiàn)在全球都都已經(jīng)將3D打印技術(shù)作為未來制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向，未來3D打印領(lǐng)域的競爭也會(huì)愈加強(qiáng)烈。

縱觀3D打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用，原型制作、輕量化、量產(chǎn)，都將在未來得到進(jìn)一步的深化使用，隨著新能源汽車的發(fā)展，3D打印將會(huì)得到更加廣闊的應(yīng)用。行業(yè)人士稱，2022年我們將看到更多的人轉(zhuǎn)向經(jīng)認(rèn)證的增材制造，以取代或補(bǔ)充傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程更少的倉儲(chǔ)和更多的按需增材生產(chǎn)，這也將支持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。選定的材料和技術(shù)將得到認(rèn)證，制造的零件將滿足特定行業(yè)的要求，如精度或可燃性。

也許就在不久的將來，3D打印技術(shù)酒會(huì)實(shí)現(xiàn)直接生產(chǎn)出大批量生產(chǎn)的汽車，但這還需要3D打印技術(shù)、材料、速度等的進(jìn)一步突破，未來3D打印技術(shù)仍有無限可能。