凯迪拉克的3D打印CELESTIQ跑车：30万美元对定制汽车来说贵吗？

导读：几十年来，德国汽车公司一直致力于推动3D 打印在汽车制造上的应用。许多公司都拥有专门的实验室，并且多年来一直在进行大规模的研究和产品开发。他们通过与那些老牌的服务机构和 3D 打印原始设备制造商 (OEM)合作，以及德国弗劳恩霍夫研究所进行合作，建立起了难以逾越的技术优势。此外，这些公司中的许多厂家已经开始在 F1 和定制高端汽车定制中广泛使用 3D 打印部件，充分利用了 3D 打印的制造优势。在美国和亚洲，3D打印造车的声势还比较弱。不过最近，南极熊却发现这一应用领域出现了一匹新的“黑马”——通用汽车，尽管它是全球最大的两家汽车制造商之一，但却在进军3D 打印技术领域后大放异彩。

2022年7月27日星，南极熊获悉，通用汽车最近对外宣布它使用了60,000 个采用惠普（HP）的粘合剂喷射技术（MJF）制作的柔性“扰流板封闭密封”零件，将用于 2022Tahoe 车型。该公司通过GKN 的 Forecast 3D装置以及BASF Forward AM Ultrasint TPU 1材料来生产这些零件。通用汽车还依靠 AMT 的蒸汽平滑技术来完成这些零件。

令人耳目一新的是，通用汽车公司向世界展示的是一个使用 3D 打印制造车辆桥梁的案例，该部件是一种灵活的部件，事实上这并不是增材制造擅长的方向。此外，该公司还宣布将在其新的凯迪拉克 CELESTIQ 模型中安装 100 多个 3D 打印部件，包括金属和聚合物。它已投入 8100 万美元在其增材工业化全球技术中心制造这款汽车。

毫无疑问，通用汽车对3D 打印霸权的争夺会让德国人更加努力。梅赛德斯、宝马和大众汽车这些德国汽车公司往往更专注于深入的技术和流程知识。多年来，他们一直致力于材料、自动化、后处理、鉴定方法等方面的工作。相比之下，通用汽车入局是比较晚的，它是从 2020 年左右开始接触3D打印业务，并从一项服务中订购了 60,000 个增材零件。可以看出，德国公司拥有更深入的增材制造知识，但如果通用汽车可以依靠外包服务来获得增材零件并在新闻宣传上抢占先机，那这也不失为一种有价值的方法。

无需粉末床融合技术的 3D 打印汽车零件

同样，SOLIZE 正在使用 HP 系统为日产的 NISMO 汽车制造零件。这可能意味着我们可以看到其他没有太多增材制造知识背景的汽车制造商通过服务快速推出组件。在这种趋势下，相信国内像易加三维（Eplus 3D）、铂力特（BLT）和华曙高科等公司也许很快就会展示 3D 打印的汽车产品。与此同时，金属粘合剂喷射和粘合金属挤压等新兴技术仍然可以制造更多的汽车零部件。

德国对粉末床融合的巨额投资也减缓了他们对 3D 打印的采用，并造成了该技术不必要的昂贵。粉床熔融增材技术在材料和机器上有很大的利润空间，以及非常高的成本基础。它也非常复杂，这意味着公司将需要几年时间来部署它。由于它是一种复杂的技术，看起来可以在工厂中使用，因此公司投入了数年时间将其工业化。这导致德国的许多汽车应用在幕后呆了很长时间。

现在，使用粘合剂喷射技术，可以实现更低的零件成本，尤其是在自动化程度高的情况下。只需要用软件来鉴定合格的部件，并且该技术最适合批量生产，而不是许多独特的部件，当然定制化部件也是有着很大潜力的。带有简单材料挤压系统的绑定式金属3D打印也可以为某些几何形状提供低成本的部件，相信Markforged和巴斯夫一定会进一步推动此类技术。

同时，一些更高性能的聚合物，尤其是聚酰胺，可以进一步推动 3D 打印在汽车零部件中的渗透。如果汽车行业使用可靠的材料挤出机来制造部件，这可能会产生非常大的成本效益。在粉末床熔融金属和聚合物上投入的大量资金也应该会导致一些新部件的大规模打印。

汽车零件将在哪里进行 3D 打印？

有志于进行制造的服务平台，如MakerVerse，可以进一步部署零部件，而不像Morf3D、Azoth3D和Sintavia等服务那样需要大量的资金。然而，3D 打印在汽车零部件中的未来在哪里？

从原型到最终使用的部件，现在似乎是正确的时机。事实上，我们期望未来会有更多公司使用3D 打印汽车零部件，但运作模式可能还不能确定：他们会通过服务打印它们吗？还是他们会要求现有的 1、2 和 3 级合作伙伴打印这些项目？虽然汽车制造商拥有 3D 打印知识和经验，但他们的供应商目前没有。这些供应商在财务上也没有多少空间来对3D 打印进行有深度、富有想象力的投资。

那么，汽车公司是否会自己 3D 打印零件呢？对于其中一些组件，这是有可能的。制造商们可以提供高价值的定制产品，从中获取所有利润。他们可以有能力的话可以快速进行桥梁制造，或者在内部创建新模型，但是汽车零件3D 打印的运营模式还有待进一步观察。

哪些汽车零件将被 3D 打印？

使用 3D 打印为汽车行业制造哪些组件也将是一个难题。我们已经看到了定制的 SLA组件、钛合金组件、FDM组件、可见的、隐藏的和轻量化的零件，以及具有集成功能的零件。每个人都在玩不同的材料、技术和应用。

除了夹具和固定装置外，模具工具也是一个明显的领域。大规模定制的聚合物部件似乎也很明显。在某些情况下，我们还可以看到集成的整体化、轻量化的元件。用于底盘和更大组件的定向能量沉积 (DED) 和线弧 AM 式工艺将非常令人兴奋，但距离应用似乎还很远。

最大的机会在于全球数百万汽车零部件的维护、修理和大修 (MRO) 业务中，这也是在新汽车平台上的基本性能增强项目的设计。此外，我们应该意识到，其他制造方法制造的汽车零部件的成本与 3D 打印行业对其零部件的收费之间仍然存在巨大差距。我们需要解决这个问题才能取得进展。

通用汽车的CELESTIQ

CELESTIQ是通用汽车将在其全球技术中心内手工制造的一款限量版汽车。我们经常看到 3D 打印项目陷入困境，因为从事生产的人不想花时间将新技术引入制造业务。手工制造这辆汽车，将使通用汽车能够了解 3D 打印零件并以明确和封闭的方式将它们安装在汽车上。

在这种情况下，增材制造不必在完全取代汽车公司其他车型的制作路径，它将只针对这个特定系列的汽车上的部件进行。重要的是，如果通用汽车在使用增材制造生产定制车型这方面发现了很好的效果，未来也许真的会对汽车生产做出一些变革。

△标致的3D 打印手机或卡片夹。图片由 Stellantis 提供。

汽车公司在量产车上赚的钱很少，但在昂贵的定制汽车线路上就是另一番光景了。制造商在制造定制汽车方面也有副业，例如 Bentley Mulliner、Porsche Individual 和 Mercedes Guard。这些都是小批量，但利润很高。

理想情况下，制造商可能希望通过向数百万人出售的大批量、有利可图的独特零件，使定制变得司空见惯。要做到这一点，你需要极大的信心和制度变革。这种情况很理想，但也极难实施。同时，终极定制车是一次性概念车。这是一辆非常昂贵的汽车，耗资数百万美元，但展示了设计的未来。概念车是全世界都可以看到的技术玩具。像其他汽车品牌销售的限量版超级跑车，价格也都在100万美元以上。

那么，如果通用汽车现在开始一直在内部制造小批量、手工制造的汽车呢？据报道，该公司希望为CELESTIQ 收取 300,000 美元的费用。如果该公司使用 3D 打印和补充技术，这实际上可能是非常有利可图的。

与其在概念车上赔钱，通用汽车还可以每年限量生产可使用的工作车辆。这些对公司来说可能是高利润的，同时吸引了记者和汽车爱好者。这些汽车可以以可管理和盈利的方式为品牌创造光环效应。

当然，南极熊还不确定这是否是公司的意图。CELESTIQ 可能是一个一次性的测试平台，可以让自己熟悉 3D 打印的模式。但是，想象一下，通过在街上的围观者面前制造完全疯狂、可驾驶的汽车来展示您的品牌，您可以创造出什么样的营销发起点。想象一下，如果客户为您的设计探索预先付费，并在此过程中激发品牌热情。想象一下，如果你每年以每辆 150 万美元的价格向汽车收藏家出售 300 辆汽车，财务将不再是问题，这种方法也可以很好地利用 3D 打印。

除了能够制造大量的模具和工具外，增材制造是可以让一家公司为这种定制汽车生产大量零部件的关键技术。想象一下，如果 CELESTIQ 不仅仅是一次性的，而是一种未来的方法，它可以创造欢呼声、创意点和引领世界潮流。那么对于通用汽车公司来说，30万美元一辆定制跑车，它将是一个终极的营销工具，一个具有成本效益的营销工具和一个可以四处行驶的展示舞台。