3D打印制造一辆汽车需要多长时间？

△定制的汽车设计，摄影 ：Kristine Jayne

尽管3D打印汽车已经有了显著的发展，但要进入量产时代可能还需要一段时间。大多数3D打印汽车项目要么是原型车，要么是3D打印汽车零件。而且尽管在优化、设计和可持续发展方面取得了相当大的进展，但3D打印技术仍然无法打印出整辆汽车。

不管怎么说，在3D打印汽车的背景下，人们经常想知道的一件事是，3D打印汽车需要多长时间？要回答这个问题，我们需要考虑几个变数，因为一辆汽车是一个复杂的设备，有数百个各种材料组成的零件。不过就本文而言，我们将认为3D打印的汽车是指整个车身被3D打印出来的汽车，包括大部分部件，不包括车轮、底盘和发动机等主要功能部件。

考虑到这个定义，南极熊带大家来看看一些现实生活中的例子，如果你打算 "在家尝试一下"，你会有怎样的期待。接下来，我们将简单强调一些影响打印速度的因素，最后，我们再看几个很酷的3D打印汽车项目，最终得出我们的答案。

△这位爸爸为儿子3D打印了一台兰博基尼Aventador (图源：Motor1.com)

项目

斯特林-巴克斯（Sterling Backus）想要一个可以作为STEM教育工具的项目，在他的儿子在Xbox视频游戏中驾驶了一辆兰博基尼Aventador后，他制作了一辆兰博基尼Aventador的复制品。Backus 先生将他价值 2 万美元的项目命名为 "拦截者"，他手工打造了这辆车的底盘，并使用 V8 发动机提供动力。

材料与研究

首先，Sterling从网上论坛上找到了面板的布局，并对其进行了修改，以便打印。不幸的是，打印出来的塑料无法承受太阳的热量，所以他加入了碳纤维封装。

为了满足他所有的打印需求，Sterling使用了一台Creality CR-10打印机（创想三维）。他还承认自己看了不少内容丰富的YouTube视频。

成果与资源

这个项目在网上和媒体上引起了极大的关注，兰博基尼给了Backus先生一辆真正的Aventador。我们不能保证，如果你尝试着在家里造车，这种情况会不会发生在你身上，但值得一试!

制作3D打印车
影响打印时间的因素

△3D打印改变了汽车行业的游戏规则 (来源：eeeDesignIT)

影响3D打印的打印时间有几个因素，打印汽车也不例外。

尺寸和几何形状

先说一个简单的例子。车子越大，打印时间就越长，因为挤出机要制造更多的层数。另外，如果零件越复杂，需要打印时间越长。

速度与质量

在打印过程中，速度与质量是一种权衡，打印的质量在很大程度上取决于层高，层数越薄意味着质量越好，但打印时间越长。层高是在切片软件中调整的，通常在100到500微米之间。在我们的打印机设置指南中可以找到一些提示，以获得完美的打印速度。

技术

大多数人可能会使用FDM打印机，有的是卡式打印机，有的是三角洲打印机。虽然两者都有其优点和缺点，但由于运动的流畅性，三角洲的速度更快，这一点已成为普遍共识。


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1号车：LSEV

△LSEV是一款很有前景的3D打印汽车（来源：Arch20）

LSEV（低速电动车）本来是要成为首款3D打印的量产车。原本预计这款车将在2019年年底上市，售价1万美元，但目前我们还没有得到厂家的最新信息。

这款车来自于3D打印材料公司Polymaker和意大利汽车制造商XEV的合作。3D打印LSEV的所有零件需要三天时间。

与 "普通 "汽车有2000多个零件不同，LSEV只有57个零件。而且在大尺寸FDM技术和四种不同等级的TPU（热塑性聚氨酯）和聚酰胺（俗称尼龙）的帮助下，两家公司的生产成本大幅降低。

制造商：XEV和Polymaker
使用的技术：FDM
打印时间：3天

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2号车：Strati

△来自Local Motors公司的Strati 3D打印汽车，其红色的座椅非常火爆（图源：Local Motors via Thingiverse）。

Strati是在2014年芝加哥国际制造技术展上首次展示的，这是Local Motors、橡树岭国家实验室(ORNL)和辛辛辛那提的合作项目。3D打印Strati 花了44个小时，随后又进行了三天的铣削和组装。

此后，ORNL将打印时间缩短至24小时以内，仍在进行更多的研究，希望能在10小时内打印出这款车。

只有Strati的车身是3D打印的，而不是机械部件，但这仍然是3D打印能力的一个很好的证明。制造商坚称，Strati是世界上第一辆3D打印的电动车，除了 "机械部件 "之外，其他的部件都是用3D打印的。

厂商：Local Motors、ORNL和Cincinnati公司
使用的技术：FDM (BAAM)
打印时间：24小时（最初为44小时）。

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3号车：Olli 2.0

△Olli班车在行动中（图片来源：本地汽车）。

最早生产Strati的Local Motors公司后来推出了Olli，这是一款3D打印的自动穿梭巴士，设计用于低速运输。该公司使用了一些大尺寸的3D打印机来生产Olli的大部分部件，包括ORNL的大面积快速成型制造（BAAM）和Thermwood的大规模快速成型制造（LSAM）机器。

Olli 1.0在2016年首次亮相，随后Olli 2.0在2019年推出。两者有很大的相似之处，都具备了4级自主能力，也就是说，它们可以在某些条件下，在没有任何人工辅助的情况下进行自主驾驶。

与前代车型不同的是，Olli 2.0采用了80%的3D打印技术，单次充电时续航能力更强，并配备了轮毂电机。它的用户界面也进行了大幅改造。

自推出这款电动无人驾驶公交车以来，Local Motors已经测试了2000多种增材制造和打印材料的组合。目前，Olli 2.0的打印和组装大约需要10个小时。

制造商：Local Motors
使用的技术：FDM（BAAM和LSAM）
打印时间：10小时


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4号车：Shelby Cobra

△3D打印的Shelby Cobra谢尔比眼镜蛇（图片来源：CincinnatiWeb通过YouTube）。

根据ORNL的说法，打造Shelby Cobra的整个过程花了6周时间。其中包括24个小时打印汽车的零件，8个小时打印模具部件，4个小时加工车身。

这辆车是用BAAM机器打印出来的，这使得它的复合材料零件强度大，重量轻，尺寸大于1立方米。这款经典汽车的3D打印版包含约500磅的打印件，由20%的碳纤维制成。

制造商：ORNL
使用的技术：BAAM (FDM)
打印时间：24小时

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5号车：Urbee 2.0车型

△3D打印的汽车Urbee  (来源：Motor Lust)

这款水滴形的三轮两用车是工程师Jim Kor的创意。他利用FDM技术制造出了这款车的车身，他有一个梦想，那就是打造一款现代化的、可持续发展的交通工具，彻底改变通勤方式。

Kor先生利用3D打印技术的设计自由度，将这款车的多个部件组合成简单、统一的车身形状。外观的轻量化结构使得阻力和油耗降到最低。根据Kor先生的说法，它的阻力系数只有0.15。(一般的现代汽车的阻力系数在0.25到0.3之间)。

不过，Urbee 2.0并不是全部使用3D打印的塑料制造，关键的部件还是用金属制成的。这款车的大部分动力来自于36伏的电动机，再加上一台乙醇发动机来提高速度。Urbee 2.0最终的车重不到1,200磅，这意味着它在技术上将被登记为摩托车而不是乘用车。

Urbee本应是城市交通领域的下一个大事件，但遗憾的是，自从2013年首次推出后，我们就没有听到什么消息。

生产商：Kor Ecologic & RedEye
使用的技术：FDM
打印时间：约100天

用上面的例子作为参考点，我们可以给出一个简单的答案：大约2天。那是48小时打印出汽车的车身加上零部件，这还没有考虑到成品车需要的后期处理工作。

我们也不得不承认，3D打印整体上的速度越来越快，我们的3D打印汽车的例子也是如此。不要忘记，早在2014年的时候，打印Strati需要44个小时，但现在这个时间已经缩短到了24个小时，希望能缩短到10个小时。

考虑到早在2003年，Urbee的打印时间大约需要100天，10个小时是相当惊人的，也是一个巨大的飞跃。如果按照这样的趋势发展下去，我们只能猜测，打印时间会不断减少，可能一天就能打印出一整辆汽车。


编译自：all3dp