3D打印技術(shù)走入現(xiàn)實(shí) 汽車(chē)行業(yè)用其低量生產(chǎn)零件

    據(jù)汽車(chē)新聞網(wǎng)站Autonews報(bào)道，汽車(chē)行業(yè)對(duì)3D打印技術(shù)越來(lái)越重視，已經(jīng)將這項(xiàng)技術(shù)作為低量生產(chǎn)汽車(chē)零件的實(shí)用之選。

    美國(guó)加州雷德伍德城的創(chuàng)業(yè)公司Carbon3D就為寶馬公司和福特汽車(chē)提供用聚合物制作的汽車(chē)零部件。寶馬Mini使用3D打印的裝飾性舷窗，而福特TransitConnect則使用了3D打印的防沖減震零件。Carbon3D現(xiàn)在還正在與DelphiAutomotive合作以吸引更多的顧客。

    現(xiàn)在各大公司也紛紛研發(fā)這一技術(shù)，希望能從中盈利。去年9月，美國(guó)鋁業(yè)公司（Alcoa）投資6000萬(wàn)美元（約3.9億元人民幣）在匹茲堡研發(fā)中心研發(fā)的3D打印機(jī)能夠使用鋁、鈦及其他合金生產(chǎn)零部件。據(jù)了解，通用電氣（GeneralElectric）已經(jīng)開(kāi)始使用3D打印機(jī)用粉末金屬制造噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴嘴。這一新興的做法，又名增材制造（additivemanufacturing），在汽車(chē)業(yè)務(wù)領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用空間。通常，汽車(chē)制造商要花費(fèi)大量金錢(qián)裝備生產(chǎn)線，制造汽車(chē)零部件。它們必須反復(fù)創(chuàng)建工具和模具以生產(chǎn)零部件的早期原型，因?yàn)楣こ處熞�努力讓新零部件滿足設(shè)計(jì)規(guī)格。然而現(xiàn)在，供應(yīng)商和制造商相信他們可以省去部分投資和精力，不斷改進(jìn)數(shù)字設(shè)計(jì)，然后通過(guò)先進(jìn)的打印機(jī)制造出符合規(guī)格的制成零件。

    國(guó)際制造工程學(xué)會(huì)（SocietyofManufacturingEngineers）行業(yè)戰(zhàn)略主管黛比•霍爾頓（DebHolton）表示3D打印技術(shù)“在過(guò)去的幾年里無(wú)疑取得了巨大進(jìn)步。這是它們的夢(mèng)想——不再使用模具制造零部件”。Carbon3D公司希望3D打印機(jī)能取代傳統(tǒng)的每年能生產(chǎn)5萬(wàn)或5萬(wàn)以內(nèi)零部件的低量生產(chǎn)注塑模具。然而直到現(xiàn)在，人們對(duì)3D打印技術(shù)的懷疑更多仍集中在依賴它完成工廠死板安排的可操作性，而不是對(duì)它的基礎(chǔ)科學(xué)水平上。

    誠(chéng)然，現(xiàn)在的打印機(jī)的效率也不高，只能處理為數(shù)不多的幾種原材料，而且生產(chǎn)的產(chǎn)品耐用性低，分層的零部件有可能在下日常使用條件下就破碎，所以3D打印主要用于制作樣品或展品。但是這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)飛速進(jìn)化，并且已經(jīng)滲透到航空航天和醫(yī)療產(chǎn)品領(lǐng)域。Carbon3D的商用打印機(jī)比上一代打印機(jī)速度快了將近100倍，而且它們可以將多種原材料制造成產(chǎn)品。更重要的是，它們生產(chǎn)的零部件強(qiáng)度與使用注塑模具生產(chǎn)的部件的強(qiáng)度相當(dāng)。Carbon3D的打印機(jī)制成產(chǎn)品不再需要分層。Carbon3D產(chǎn)品管理副總裁柯克·菲爾普斯（KirkPhelps）說(shuō)：“既然不再需要分層材料，你會(huì)得到更高質(zhì)量的零部件，它們具有強(qiáng)度高、耐熱、彈性好的特點(diǎn)�！�

    去年，Carbon3D以每臺(tái)機(jī)器每年4萬(wàn)美金（約26萬(wàn)元人民幣）的價(jià)格將一批打印機(jī)租賃給了早期客戶。DelphiAutomotive就是客戶之一，現(xiàn)在Delphi想了解這些3D打印機(jī)是否適用用生產(chǎn)電力組件。DelphiAutomotive增材制造發(fā)展經(jīng)理杰瑞·萊因哈特（JerryRhinehart）表示，公司會(huì)在25輛汽車(chē)上安裝一批3D打印的電子連接器和其他電器元件，并于6月對(duì)這些汽車(chē)進(jìn)行道路測(cè)試。

    成本低廉并不是3D打印技術(shù)的價(jià)值定位。萊因哈特指出，對(duì)大多數(shù)批量生產(chǎn)的組件來(lái)說(shuō)，3D打印在價(jià)格上與注塑模具相比并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，但是如果一個(gè)有4、5部分的零部件可以被3D打印的一個(gè)整的零部件取代，那么制造商就可以降低成本、減少重量、簡(jiǎn)化裝配。萊因哈特說(shuō)：“你可以讓零部件變得更小、更輕、更簡(jiǎn)單，這樣你可以完全自由地設(shè)計(jì)產(chǎn)品。這是這項(xiàng)技術(shù)絕妙商業(yè)模式�！�

    這項(xiàng)方興未艾的技術(shù)在零件市場(chǎng)和配修領(lǐng)域也有前景。由于3D打印*適合量產(chǎn)5萬(wàn)件或以內(nèi)的產(chǎn)品，它可能會(huì)更適合生產(chǎn)需求較低的零部件，如生產(chǎn)有12年車(chē)齡車(chē)輛的內(nèi)飾。像PepBoys這樣的汽配零售商可以使用自己的3D打印機(jī)生產(chǎn)客戶訂購(gòu)的替換部件，而再不需要讓工廠生產(chǎn)，并將它們存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)。萊因哈特說(shuō)：“當(dāng)你只需要保存零部件的數(shù)字圖形文件時(shí)，為什么還要把它們?cè)趥}(cāng)庫(kù)存放10或20年呢？”

    喬治亞理工學(xué)院（GeorgiaInstituteofTechnology）機(jī)械工程教授兼國(guó)際制造工程學(xué)會(huì)成員托馬斯·庫(kù)費(fèi)斯（ThomasKurfess）表示，PepBoys的后院商店可能不那么迷人，但是3D項(xiàng)技術(shù)有用武之地。他說(shuō)：“PepBoys可以從通用汽車(chē)處下載數(shù)字文件并打印出來(lái)，而通用公司不必再擔(dān)心庫(kù)存或使用工具生產(chǎn)零部件。它們都可以大幅增加利潤(rùn)率�！�

    3D打印技術(shù)在零件市場(chǎng)的潛力在2014年得到宣傳，因?yàn)楫?dāng)時(shí)宇航員在國(guó)際空間站使用104層塑料打印出了他們需要的4英寸長(zhǎng)的棘輪扳手。