3D打印汽車：是噱頭還是技術革命？

最近兩年，3D打印技術成為一時熱門，從3D打印食品，到3D打印衣服，再到3D打印的汽車、飛機、火箭層出不窮。在汽車行業，美國的設計公司KOR Ecologic、數字制造商RedEyeOn Demand以及3D打印制造商Stratsys合作完成了第一款用3D打印制造的高燃油效率混合動力車Urbee 2。

世界上第一款采用3D打印零部件制造的電動汽車“Strati”更是在44小時內就打印完成。

那么，未來我們開的汽車會是3D打印機打印出來的嗎？3D打印技術會如何影響汽車制造業呢？

什么是3D打印？

普通打印機用一個一個小點的點陣拼成圖案，這些小點顏色不同，位置不同，這些點集合起來最后就構成了畫面。

而3D打印機，則在普通打印機的原理上多了一步。它先是用類似普通打印機的原理，打出來一個個平面。然后把這些平面一層層累積起來，就構成了立體的物體。

就像小孩玩的樂高玩具，要用樂高玩具拼出一個圓柱體，那么就先拼成一個小圓餅，然后若干個小圓餅重疊起來就是一個圓柱體。3D打印也是類似的原理。一個個小點打出一個平面，若干個平面重疊起來組成一個物體。這就是3D打印的原理。

3D打印的優勢和弱點

在現代工業條件下，我們加工一個零件也好，做一個模型也好，都需要一個先制造一個模具。但制造這個模具的成本很高，不到一定的批量就不值得。或者是用數控機床直接在毛胚料上加工，但是這個方法會浪費掉很多毛胚材料，而且很慢很貴，加工費用以小時計算。

另外，這兩者對于造型特別復雜、精度要求高的零件，加工都會非常困難，加工所需時間也會非常長。

而3D打印是一層層積累起來，無論造型多復雜的零件，對于3D打印來說，也是一層層平面，打印難度沒有任何區別。

這就如同我們用筆畫一個肖像很難，但是打印機一個個點來打印照片，幾秒就可以完成，而且效果非常出色，因為對打印機來說，打印復雜的照片和打一個純色塊原理是一樣的。

因此，對3D打印機來說，造型復雜的物體和最簡單的立方體、圓柱體是一樣的，而且材料更節省。可以方便快捷并精確地制造造型復雜的物體，這就是3D打印的最大優勢。

然而，如同打印的成本要高于印刷的成本一樣，對于大批量制造的產品而言，3D打印的成本要遠遠高于模具沖壓、澆鑄、注塑批量生產的成本。

理論上，可以通過3D打印的方式，制造一輛汽車的外殼，但是這種方式制造出來的汽車價格高的離譜，根本沒有競爭力。

此外，3D打印的材料也有很多限制。3D打印所用的能夠快速成型的粉末金屬、塑料、陶瓷、砂子顆粒等材料 ，在成型之后，其性能是有限的。強度、硬度、抗腐蝕、抗沖擊這些指標未必能達到實用性的要求。做模型做個樣子可以，真正應用到產品上，要經受住使用環境的嚴酷考驗則不那么容易。

3D打印技術的這些缺陷限制了3D打印技術的應用范圍。

3D打印技術對汽車行業的影響

雖然3D打印汽車已經逐漸興起，但仍舊存在著許多亟待解決的問題。首先，相較傳統汽車制造業而言，生產周期和產能還是較低，很難大規模量產。此外，由于需要考慮到安全性等因素，原材料品質與成本因素很難平衡，導致單車生產成本過高也制約著現階段3D汽車的商業化。

不過就現階段而言，3D打印在汽車領域也已經有了很好的應用。除了整車3D打印技術外，已經有兩個領域開始了應用階段：

設計領域，由于3D打印的快速成型特性，汽車廠商可以應用于汽車外形設計的研發。相較傳統的手工制作油泥模型，3D打印能更精確的將3D設計圖轉換成實物，而且時間更短，提高汽車設計層面的生產效率。目前許多廠商已經在設計方面開始利用3D打印技術，比如不久前我們曾經參觀的奔馳設計中心。

零部件領域，3D打印技術還能快速的生產造型復雜的產品，而汽車零部件正是。在傳統汽車制造領域，汽車零部件的開發往往需要長時間的研發、測試。

從研發到測試階段還需要制作零件模具，不僅時間長，而且成本高。當存在問題時，修正零件也需要同樣漫長的周期。而3D打印技術則能快速制作造型復雜的零部件，當測試出現問題時，修改3D文件重新打印即可再次測試。可以說，3D打印技術讓未來零部件的開發成本更低，效率更高。

3D打印整車很難在近期改變我們的生活，但3D打印在以上兩個領域將在短時間內讓消費者從中受益。研發階段成本的降低、效率的提高將為消費者帶來更高品質的汽車產品，同時價格也將更實惠。

未來在汽車領域的發展道路

相信很長一段時間，未來3D打印汽車就像我們之前提到了“攢電腦”這個概念，“機箱”也就是整體外觀造型，能提供不同樣式以供消費者彰顯個性;至于“主板”、“內存”這些內部部件，則提供不同樣式的3D打印產品供選裝;動力總成等核心部件，則可采購傳統制造商的產品。雖然短時間內3D打印很難在成本方面有大的突破，但相信“定制化”的產品概念還是能吸引不少消費者的買單，另辟蹊徑的生產模式或許讓3D打印汽車的商業化并不遙遠。

當然，真正實現定制化生產并將其商業化，3D打印汽車還有不少路要走。首先要設計好不同部件的兼容性，消費者選擇選裝件時也能快速完成拼裝；另外，之前我們提到的安全性，不光是碰撞安全，還要兼顧個性化外觀可能對行人的傷害等等;最后要考慮的就是法律因素了，繁雜的樣式對于合法上路提出了嚴峻的挑戰。

未來終級解決方案則是100%3D打印。當汽車能100%實現3D打印時，才是3D打印汽車的終極階段。當然，像發動機、電子設備這些部件等短時間內采用3D打印技術的可能性不大，拋開成本因素，材料能耐受的工作溫度及強度也需要檢驗。不過隨著科技的發展，核心部件的打印未必就不能實現，未來3D打印或許真的能成為私人造車機器。到那時，完成一輛屬于自己的車，或許就像組裝一個汽車模型一樣簡單。

由此，我們可以看出，3D打印技術的發展的確為汽車生產的發展帶來了積極的影響。但說3D打印將帶來汽車業的變革還為時尚早。受到成本、材料、等方面的制約，3D打印技術從目前到很長一段時間內，應用的范圍都將朝著我們所說的小規模定制化發展。至于3D打印在汽車領域的大規模商業化，或許需要很長時間才能到來。

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責任編輯：Kris