凯迪拉克 CELESTIQ 使用大尺寸砂型3D打印机铸造汽车零件

2023年3月，南极熊获悉，德国3D打印机制造商voxeljet AG（纳斯达克股票代码：VJET ）已被通用汽车委托生产凯迪拉克CELESTIQ 。特别是，其美国客户Tooling & Equipment International (TEI) 正在利用世界上最大的砂型 3D 打印机 voxeljet 的 VX4000进行3D砂芯打印，为 CELESTIQ 系列生产大尺寸、轻量化的结构部件。



CELESTIQ 有100 多个 3D 打印部件，每个系列的电动汽车 (EV) 都将是手工打造的，是限量的，标价 300,000 美元。增材制造 (AM) 是这项任务的理想选择，因为与豪华汽车的传统生产技术相比，它能够以更低的成本生产高性能部件。


△凯迪拉克 CELESTIQ 的后 3/4 视图位于俯瞰群山的高原上。

砂型铸造是生产大型金属部件的关键技术，特别是对于像这样的限量系列，冲压在成本上没有竞争力。作为通用汽车的供应商，TEI 正在使用 VX4000 3D 打印总共 51 个砂芯，为 CELESTIQ 的车身底部结构铸造大型轻量化元件，通用汽车正在用 6 个大型精密砂铸铝部件替换 30 到 40 个冲压部件。


△VX4000 3D 打印砂芯。图片由 Tooling & Equipment International (TEI) 提供。

为了尽可能经济、轻便地生产复杂部件，TEI 3D 打印了内芯。因此，可以将加强特征结合到芯的中空部分中，这对于传统制造在经济上是不可行的。借助 VX4000，TEI 能够在一个晚上为多辆汽车批量生产数百个内芯。打印完成后，将芯子打磨光滑并涂上防火涂层，然后再将它们放入砂模中进行浇铸。TEI 总裁 Oliver Johnson 解释说：“不适用额外工具，利用 VX4000 打印机的大构建体积，可以显着缩短交付时间并生产具有优化拓扑结构的轻型组件。这在传统方式下是不可能的。”

该机器尺寸为 4 x 2 x 1 米，在 2018 年与 voxeljet 合作后，TEI 每年生产超过 500,000 升 3D 打印沙子。TEI 购买了第三台 VX4000，也是唯一一家拥有三台VX4000砂型打印机的美国公司，每年共生产 250 万升。


△Tooling & Equipment International (TEI) 的 VX4000。

Desktop Metal（纽约证券交易所代码：DM）占据着砂型3D打印机的最大市场份额，voxeljet 拥有大尺寸砂型打印机。鉴于过去几年的并购活动，voxeljet 可能是Desktop 的收购目标，Desktop 正在推出自己的基于机械臂的沙子3D打印机。

通用汽车准备在 2024 年推出不到 1,000 辆汽车，未来会收到更多供应商的消息，这家汽车巨头将参与 CELESTIQ 项目。未来能够更加详细了解将使用哪些增材制造技术。到目前为止，我们知道惠普将参与其中。可以猜测其中一家公司可能是Divergent Technologies，因为该公司称它正在与 10 大汽车原始设备制造商中的 8 家合作。

同样值得考虑的是 CELESTIQ 在制造、3D 打印和汽车的领域中代表着什么。尽管凯迪拉克历来被视为奢侈品牌，但对于一家车型售价远低于 10 万美元的公司而言，30 万美元的价格已经过高。这种新方法，连同数字生产和手工工艺的使用，表明了汽车行业的范式转变。

随着世界逐渐远离化石燃料并努力寻找替代能源，普通人是否仍然能够负担得起拥有自己的汽车？或者租赁、拼车和轻型电动交通工具（例如踏板车）的新模式会取代这个概念吗？与此相关的是，我们不得不怀疑增材制造是否真的会达到大规模生产水平？或者所有的制造都将保留给大众的廉价必需品和中上层及以上阶层的高端奢侈品？随着地球上资源消耗的越来越多，可能会有这样的趋势。