3D打印技术，能与百年前的流水线生产相提并论吗？

伟大发明所能带来的影响，在当时那个年代都是难以预测的，1450年的印刷术如此，1750年的蒸汽机如此，1913年由福特汽车公司创始人亨利?福特发明的工业流水生产线也是如此。而今，3D打印技术将如何改变这个世界呢？

3D打印技术，是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造或增材制造技术，以前称为快速成型（简称RP）技术。

作为一种综合性应用技术，3D打印结合了数字建模技术、精密机械、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的先进技术知识，具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备，它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。

3D打印技术，主要是指增材成型技术；从工艺上来讲，3D打印技术突破了传统成型方法，它通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合，无需任何附加的传统模具制造和机械加工，就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降。

3D打印按照产出材料不同会有一些分类。对于汽车制造来说，会按照对产出材料的不同需求，选择不同的3D打印形式。

对于产出零件为金属材质的，原材料多采用金属粉末或金属丝。基本原理都是通过“热源”熔化金属，在经过冷却凝固得到新形态的物体。这类3D打印按照热源的不同进行分类，通常的热源有-电子束、高能量激光束、热敏打印头。

分类为电子束自由成形制造（EBF）、粉末层喷头3D打印（PP）、选择性激光烧结（SLS）、选择性热烧结（SHS）、选择性激光熔化成型（SLM）、直接金属激光烧结（DMLS）。

产出零件为塑料材质的，原材料大多采用丝状，经过热熔喷头喷出，热熔喷头沿一定轨迹运动，从而制造出各种形状的零件。

相比铸造金属，3D打印出来的零部件重量变轻，成本降低。更轻量的车身意味着更优的燃油经济性表现，更低廉的制造成本对应着更实惠的购车价格。

目前汽车零件生产，很大一部分成本都用来制造模具，尤其是一些个性改装件和一些小众零件，为它们制造模具更是一件让车厂头疼的事儿。3D打印完全不需要考虑模具的问题，降低了产品开发费用。

当然除了优势之外，还有一些问题有待解决......


虽然3D打印是直接立体成型，结构越复杂越有优势，比如打印个镂空工艺品什么的。这一特点用在汽车上面自然也有用武之地，但是需要注意的是，汽车上的复杂结构不是工艺品，更多的是要考虑强度和耐久性。

比如变速箱中的滑阀箱和行星齿轮，虽然3D打印都能照葫芦画瓢把这些东西照样子做出来，但是强度和耐久度都很难保证。

除此之外汽车上面很多部件对于强度要求极高，还是只能依赖传统工艺制造。我们以转向节为例， 转向节利用衬套及螺栓与车身相连，通过法兰盘的制动器安装孔进行定位。在计算强度过程中需要考虑到车辆的震动，4G重力加速度，和两个螺栓安装孔中心的支反力等，这是无法用3D打印来完成的。至于那些造型复杂，但是对受力要求不高的部件，比如进气歧管等等，就可以尝试3D打印了。

3D打印毕竟是材料融化后一层层的堆积上去的，喷嘴的精度决定了它的表面不可能做到光滑。打印完成之后，还需要通过打磨机床，对零件进行打磨处理。所以说，要想直接用3D打印做大尺寸零件，那表面粗糙度不是能忍受的。

2015年，第一辆能够上路的3D打印汽车-Strati被“打印”出来，制造过程从头到尾只花费了44小时，它的车身覆盖件、引擎盖、底盘灯部件，均是由3D打印机打印出来的。

这辆由美国亚利桑那州的local Motors公司创造的3D打印汽车，是一辆双门双座敞篷小车，名为Strati。它是一款电动车，后轮驱动。根据官方消息，它的最高速度为80Km/h，搭载了6.1kWh电池，续航里程大约为100Km。

这样的参数对于日常使用来说都成问题。同时该车毫无储物空间，简直就是一个只能满足短途代步的四轮机器。

同样是2015年，在旧金山举行的O’ReillySolid会议上，DivergentMicrofactories(DM)公司推出一辆基于3D打印部件的超级跑车。

这辆车名叫“Blade”，这是一辆不折不扣的超级跑车，它能够在短短2.2秒内从0加速至60英里每小时（迈凯轮P1的这个数字是2.8秒）。它的重量只有1400磅，并且安装着一个4缸700马力的双燃料内燃机，可使用汽油或压缩天然气为燃料。

这辆车的主要受力结构都是由3D打印来完成，D打印方法制造节点式汽车底盘，重量减轻了90%，强度却更高了，而且比使用传统技术制造的汽车更耐用。但是这辆车可以说是不计成本的，虽然在质量上达到了较高的水准，但是并不具备普及3D打印造车这项技术的能力。

近日福特宣布，他们正在探索如何利用3D技术打印大型一体式汽车零部件，如汽车阻流板，并将其用于原型车制作和未来车辆制造。

福特希望尽快将这项技术大规模应用在量产的乘用车上，由于量产车需要控制成本，所以福特前期主要利用该技术提高汽车的轻量化水平，和制造一些小批量的个性化配件。

3D打印普及之后对新车的研发也会有很大帮助，比如新车的内饰在研发阶段一般会有很多种方案，单独开模具很浪费，3D打印技术这个时候就很恰到好处了，直接打一套，以后不再用也无所谓。

1938年，哈利厄尔开始启用的油泥模型也会因为有了3D打印技术而退出历史的舞台。

1913年，福特T型车上市后，美国民众立即被它低廉的售价所吸引，源源不断的订单让亨利·福特喜出望外，采用流水线生产方式后，福特T型车售价从1910年的780美元降低到360美元，低廉的售价给福特带来了惊人的销量。

我们大胆猜测，在不久的将来，福特像当年一样率先普及3D打印技术造车，那么汽车对于人们甚至会成为快消品。甚至会出现价格便宜，寿命只有一年的快餐式汽车？或许3D打印技术会像当年的流水线一样，给汽车制造业带来新的变革。

来源：汽车头条

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