【详解】3D打印技术在汽车制造与维修领域应用

随着我国经济不断增长，汽车已经成为人们生活中非常常见交通工具，因此汽车维修工作将变得大众化。汽车维修企业存在的基础在于快速、高效的开展汽车维修服务，同时这也是增加市场竞争力的要素。我国很多消费者对于汽车的性能、安全具有较高要求，因此很多用户选用了高档等的进口车，但是由于国内的汽车配件的限制，汽车维修时无法实现零部件完全配对。因此很多进口车和高档车的维修时间长、修车费用耗费大，给汽车维修行业造成了极大的挑战。3D打印技术可以打印出与汽车零配件一样的模型，为用户提供零件制造生产，此法可以有效解决进口车的维修零配件问题。

一、3D打印技术简介
3D打印技术作为一种以3D数字模型文件为基础，利用可粘 合材料进行打印的技术，通过逐层打印方法来快速制造物体。当 前，3D打印技术主要包含了SLS、SLA、FDM以及DP技术，这些主流的技术按照原材料和固态成型方式来进行打印和区分 。
3D打印技术在施工过程中必须构建固态成型模，通过软件将模型离散，进而得到截面和轮廓形状，最后采用3D打印技术实现分层堆积。3D打印技术在汽车维修领域必须要根据材料和生产要求的 不同选择3D成型原理，实现零配件打印制造。3D打印技术和传统的生产技术相比，3D打印制造没有工作环境的限制，且打印制造的成本较低，减少材料损耗的优势非常明显。

3D打印技术可以有效简化制造流程，在一定程度上解决了汽车零部件生产的繁琐流程。随着社会不断发展，人们的个性化需求日益增多，为了满足个性化需求采用3D打印技术可以帮助人们实现。3D打印技术对于传统的制造方法有突破性的挑战和颠覆，传统的制造领域生产的物品结构相当复杂，而且还必须耗费较高的制造成本。3D打印技术淘汰了陈旧的机械设备和模具生产，简化了加工工序，更加有利于产品创新，进而实现私人定制。

二、3D打印技术在汽车制造上的应用
2.1制造汽车零部件
针对汽车制造进行研发和生产，必须要制作巨大的零件运样件，要求制造的零部件往往需要较长的生产周期。利用3D打印技 术制造汽车的零部件，可以有效节约生产成本，同时还可以提高生产速度，节约生产周期40%以上[3]。因此利用金属激光烧结三维打印技术，对金属部件进行处理，选择各种合金材料作为3D打印的原材料，实现了加工过程简化，并且提升的生产效率。

2.2制造汽车模具复杂型腔
现代企业生产零部件的形状变得日益复杂，制造生产过程中体模具生产造成了极大的难度。如，汽车空调外壳生产时，其外形结构相当复杂，造成了模具生产中必须要制造复杂的型腔和型芯，这种零部件生产往往只能够使用镶嵌、拼接方式来实现模具制造。传统制造方式制造的模具无法达到高精度生产，且生产的周期也被大幅度延长，因此传统零部件制造耗费既大且耗时太长。如果在企业零配件制造的使用采用激光烧结3D打印技术可以有效控制汽车模具的复杂型腔，同时完成复杂型腔的整体加工。利用3D打印技术可以节约生产成本，缩短加工时间，实现成本、工期双重提升。

2.3实现汽车制造轻量化
节能减排一直都是汽车行业和交通运输比较重视的问题，汽车企业往往将生产制造的情况量化作为汽车企业发展的重要目标，因此要降低汽车的生产重量必须降低零部件的重量，汽车零部件制造过程中利用3D打印技术可以实现企业制造的轻量化。利用合金材料制造汽车的零部件，可以实现传统制造生产难以实现的生产。

三、3D打印技术在汽车维修领域中的应用
3.1汽修工具打印
汽车的维修工具具有特殊的尺寸要求和形状要求，利用的3D打印技术则主要是三维数字扫描逆向技术。如，汽车维修扳手通过三维扫描之后，创建数字模型，并利用图片处理技术来进行切片。汽修扳手打印时，应确定作业的尺寸和模具的形状，最后再通过复合材料进行堆积成型。扳手打印的误差应控制在0.08~0.1毫米之间。3D打印的摄像头应选择双色摄像头，即彩色和单色两种。确保各种打印信息数据准确的情况下，对汽车的维修工具进行打印，以满足特殊工具的高精度要求。虽然3D打印技术的操作比较简单，但是对于操作工作人员的素质要求相对较高，汽车维修企业应积极引进相关的3D打印技术和设备，通过人才集中培训方式来为3D打印工作提供人力资源支持。

3.2零部件定制
由于当前汽车种类越来越多，汽车的型号更是不断更新，在进行汽车维修的时候，必须要求维修企业具备零部件定制功能。汽车维修的时候面临着很多问题，尤其是一些限量版的汽车零部件相当少，维修过程中难以找到同类型的零件进行代替。因此，企业维修必须要具有零部件定制生产的能力，而3D打印技术整好解决了汽车零部件打印，为满足各种车型的零部件缺失维修提供重要保障。随着汽车的种类型号日益增多，汽车维修行业和4S店均难以将汽车的零部件配齐全，因此在汽车维修的时候解决零部件更换问题至关重要。

四、3D打印技术在汽车行业中的应用前景
当前汽车的型号繁多，为了满足各种汽车型号的维修和制造要求，汽车生产或者维修企业必须要具备满足客户个性化要求的能力。世界车型复杂且很多汽车都是保量较少的型号，维修时零部件的需求比较特殊，难以通过模具量产来满足汽车维修要求。汽车零部件的稀缺造成了汽车维修企业的工作难度，甚至由于无法为用户提供特殊型号汽车维修服务，很可能造成客户流失。

目前，我国没有规定机动车报废年限，只要通过了汽车的年检很可能会使用几十年。由于汽车换代速度太快，很多厂家也不会生产已经下线的汽车零配件，这就造成型号过时或者太老将没有零部件可用，给汽车维修造成了严重困难。 近年来，3D打印技术进入到人们的视野中，利用3D打印技术可以快速打印出零部件，实现分层堆积方式来制造生产零部件。

3D打印技术可以满足汽车客户的个性化需求，对于一些型号较老的车型零部件进行打印，满足汽车修理要求。汽车维修过程中需 要使用特殊的工具，而3D打印技术整好解决了这个问题。 结束语 3D打印技术立足于信息技术、材料技术、控制技术和智能制 造技术，随着这些技术的不断进步，3D打印技术在各领域的应用 也越来越成熟。在汽车的制造和维修领域，3D打印技术已经发挥了巨大的作用，在3D打印技术的推动下，汽车行业会向着个性化定制、便捷化和智能化的方向发展。

编辑：南极熊
作者：李飞 乌鲁木齐职业大学应用工程学院
延伸阅读：
国家增材制造创新中心与上海国际汽车城达成合作
3D打印汽车零件上遇到的问题