3D打印应用汽车领域蕴藏无限潜能

随着工业4.0浪潮的袭来，3D打印技术再次被推向风口浪尖。
3D打印，又名增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术的奇妙之处在于它大大地简化了复杂零件的生产，从传统的减材制造转变到增材制造，成型工艺重心转移到同层与邻层的微观成型控制。
目前，3D打印技术已在医疗、航空航天领域有了广泛运用。“其实汽车企业是3D打印技术的较早使用者之一，甚至早于其在航空航天与医疗领域的应用。早在3D打印技术发展的初期，一些欧美发达国家的汽车企业就使用3D打印技术用作汽车的开发和小批量试制领域。”Materialise大中华区销售经理 Koen Van de Perre如是说道。
“3D打印技术汽车行业的较大贡献在于模具开发阶段。从其应用现状来看，它确实落后于医疗与航空航天领域的发展，但这也意味着它在汽车领域的应用有着更多的机会与潜能。”
汽车模具的未来：3D打印
在当前日趋激烈的汽车市场环境下，成本控制无疑成为了整车厂与零部件企业都面临的重要课题。而从新技术与新车型的研发角度来说，研发速度与成本紧密相关。
在此背景下，3D打印技术便可“大显身手”了。
3D打印技术可快速加工复杂结构零件，并且其生产周期短、成本低。凭借这一优势，3D打印技术往往被用在模具生产环节。
Koen告诉笔者，在传统汽车制造领域，汽车零部件的开发不仅需要长时间的研发与测试，制造零件模具环节同样也是一个漫长的周期。“3D打印可发挥的效用就在于此，由于3D打印快速成型的特点，汽车厂商将这一技术应用于汽车外形设计的研发中可极大地缩短设计时间和模型生产时间。”
“当我们在谈论制造，在谈论3D打印在汽车行业的应用时，并不是鼓励大家应用3D打印技术去打印所需要的产品。3D打印目前并不适合批量生产，它的潜力在于汽车产业的模具生产阶段。3D打印技术无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的产品，从而极大地缩短汽车模具的研制和生产周期，提高生产率，实现低生产成本。可以说，3D打印技术或将改变汽车模具的未来。”Koen如是说。
汽车行业创新应用案例：丰田轻量化座椅
作为3D打印技术软件解决方案及工程服务专家，Koen向笔者介绍了一个Matereialise与丰田公司的合作项目——轻量化座椅。
据Koen介绍，丰田公司与Materialise通过3D打印打造了复杂拓扑结构。这项创新设计使得座椅不仅能够获得较大的散热能力，而且可以节省制造座椅的材料成本，同时增强了汽车座椅的安全功能。据悉，经过优化后，Materialise项目团队能够使汽车座椅的总体积降低高达72％，质量减少了高达18公斤。值得一提的是，这些设计并没有增加材料的成本。
对于与丰田的这个合作项目，Koen表示3D打印技术凸显的优势在于三处。其一在于极大程度地缩短了产品研发时间；其二，针对增材制造，轻量化必须要有一定的设计灵敏性，这不是传统行业可为的。另外，进行座椅轻量化设计还需要有专门的软件做支持；其三则在于成本。据Koen介绍，作为世界*先的快速原型制造软件解决方案和3D打印服务供应商，从前期的软件支持、轻量化设计到后期的生产，Materialise为丰田提供了全套的3D打印技术解决方案。
3D打印技术在中国汽车市场的挑战与机遇
“把3D打印技术应用到汽车领域是中国市场当下所缺乏的，这一技术目前在中国汽车市场的应用范围还不广泛。”
在Koen看来，除了应用范围上的短板之外，3D打印技术的另一挑战在于机器稳定性。如今市面上的打印机还未达到能够重复打印出质量极佳产品的阶段。
“中国市场还不太成熟，这是挑战，也是一个机遇。”
2015年2月，三部委正式发布《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》（简称《计划》），根据《计划》提出的目标，到2016年，我国将初步建立起较为完善的3D打印产业体系，3D打印将达到国际*先水平，在国际市场上占有较大的市场份额。
政策东风吹来，3D打印技术迎来利好发展机会。

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