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3D打印技术走入现实 汽车行业用其低量生产零件

发布时间：2016/12/21 0:04:55

    据汽车新闻网站Autonews报道，汽车行业对3D打印技术越来越重视，已经将这项技术作为低量生产汽车零件的实用之选。

    美国加州雷德伍德城的创业公司Carbon3D就为宝马公司和福特汽车提供用聚合物制作的汽车零部件。宝马Mini使用3D打印的装饰性舷窗，而福特TransitConnect则使用了3D打印的防冲减震零件。Carbon3D现在还正在与DelphiAutomotive合作以吸引更多的顾客。

    现在各大公司也纷纷研发这一技术，希望能从中盈利。去年9月，美国铝业公司（Alcoa）投资6000万美元（约3.9亿元人民币）在匹兹堡研发中心研发的3D打印机能够使用铝、钛及其他合金生产零部件。据了解，通用电气（GeneralElectric）已经开始使用3D打印机用粉末金属制造喷射发动机的燃料喷嘴。这一新兴的做法，又名增材制造（additivemanufacturing），在汽车业务领域有巨大的应用空间。通常，汽车制造商要花费大量金钱装备生产线，制造汽车零部件。它们必须反复创建工具和模具以生产零部件的早期原型，因为工程师要努力让新零部件满足设计规格。然而现在，供应商和制造商相信他们可以省去部分投资和精力，不断改进数字设计，然后通过先进的打印机制造出符合规格的制成零件。

    国际制造工程学会（SocietyofManufacturingEngineers）行业战略主管黛比•霍尔顿（DebHolton）表示3D打印技术“在过去的几年里无疑取得了巨大进步。这是它们的梦想——不再使用模具制造零部件”。Carbon3D公司希望3D打印机能取代传统的每年能生产5万或5万以内零部件的低量生产注塑模具。然而直到现在，人们对3D打印技术的怀疑更多仍集中在依赖它完成工厂死板安排的可操作性，而不是对它的基础科学水平上。

    诚然，现在的打印机的效率也不高，只能处理为数不多的几种原材料，而且生产的产品耐用性低，分层的零部件有可能在下日常使用条件下就破碎，所以3D打印主要用于制作样品或展品。但是这项技术已经飞速进化，并且已经渗透到航空航天和医疗产品领域。Carbon3D的商用打印机比上一代打印机速度快了将近100倍，而且它们可以将多种原材料制造成产品。更重要的是，它们生产的零部件强度与使用注塑模具生产的部件的强度相当。Carbon3D的打印机制成产品不再需要分层。Carbon3D产品管理副总裁柯克·菲尔普斯（KirkPhelps）说：“既然不再需要分层材料，你会得到更高质量的零部件，它们具有强度高、耐热、弹性好的特点。”

    去年，Carbon3D以每台机器每年4万美金（约26万元人民币）的价格将一批打印机租赁给了早期客户。DelphiAutomotive就是客户之一，现在Delphi想了解这些3D打印机是否适用用生产电力组件。DelphiAutomotive增材制造发展经理杰瑞·莱因哈特（JerryRhinehart）表示，公司会在25辆汽车上安装一批3D打印的电子连接器和其他电器元件，并于6月对这些汽车进行道路测试。

    成本低廉并不是3D打印技术的价值定位。莱因哈特指出，对大多数批量生产的组件来说，3D打印在价格上与注塑模具相比并没有优势，但是如果一个有4、5部分的零部件可以被3D打印的一个整的零部件取代，那么制造商就可以降低成本、减少重量、简化装配。莱因哈特说：“你可以让零部件变得更小、更轻、更简单，这样你可以完全自由地设计产品。这是这项技术绝妙商业模式。”

    这项方兴未艾的技术在零件市场和配修领域也有前景。由于3D打印*适合量产5万件或以内的产品，它可能会更适合生产需求较低的零部件，如生产有12年车龄车辆的内饰。像PepBoys这样的汽配零售商可以使用自己的3D打印机生产客户订购的替换部件，而再不需要让工厂生产，并将它们存储在仓库。莱因哈特说：“当你只需要保存零部件的数字图形文件时，为什么还要把它们在仓库存放10或20年呢？”

    乔治亚理工学院（GeorgiaInstituteofTechnology）机械工程教授兼国际制造工程学会成员托马斯·库费斯（ThomasKurfess）表示，PepBoys的后院商店可能不那么迷人，但是3D项技术有用武之地。他说：“PepBoys可以从通用汽车处下载数字文件并打印出来，而通用公司不必再担心库存或使用工具生产零部件。它们都可以大幅增加利润率。”

    3D打印技术在零件市场的潜力在2014年得到宣传，因为当时宇航员在国际空间站使用104层塑料打印出了他们需要的4英寸长的棘轮扳手。