通过3D打印解决电动汽车制造挑战

来源：3DSYSTEMS

尽管全球经济出现衰退，2023-2024年全球汽车销量预计仍将增长约9%。其中电动汽车和混合动力汽车的销量更为喜人，预计将同比增长29%，全球销量将超过1200万辆。实际上，52%的目标购车者表示他们更愿意购买电动汽车和混合动力汽车。20%的潜在买家甚至表示他们更喜欢全电动汽车（与2020年相比增长了7%）。

尽管销量预计将增长，电动汽车制造商仍面临一些严重的不利因素。在中国，电动汽车占乘用车新增销量的21％。但是在欧洲，该数据仅为12％，在美国，该数据仅为6％左右。大规模目标（例如美国的目标是到2030年实现电动汽车占比达到50％）形成了鲜明的对比—这表明电动汽车公司预计将以多快的速度增加销量。

阻碍电动汽车发展的因素有哪些？
阻碍电动汽车广泛采用的其中一个因素是购买价格。虽然电动汽车的使用成本可能比内燃机汽车低50%，但前者的购买价格也更高。尽管长期而言电动汽车可以节省使用成本，但许多消费者即使更青睐电动汽车，也不愿意在前期花更多的钱。此外，电动汽车使用公共充电和快速充电系统所需的时间和位移也抵消了部分预计的使用成本节省。

第二个阻碍因素是人们对续航里程的担忧。大多数新电动汽车充电后可以行驶400–500公里，这足以满足大多数日常驾驶需求（例如，在美国人们平均每天行驶62公里，在英国则是30公里）。但是许多消费者不相信该数据的真实性，在全球接受调查的驾驶员中，有超过30％的人担忧电动汽车不符合他们的日常驾驶习惯。

从原始设备制造商或各级供应商的角度来看，要想成功占领市场，还需要解决两个关键挑战：上市速度和供应链弹性。原始设备制造商和供应商都必须找到创新的方法来管理交货时间、推动质量保证并确保产品的可追溯性。

如何加快电动汽车发展？
通过3D打印解决电动汽车制造挑战，汽车更加轻量化、产品发布速度更快、供应链更具弹性。

图片增材制造固有的设计自由度简化了复杂设计的生产流程。增材制造可帮助制造商将各种复杂的模型和形状应用于电动汽车的车身内部组件、仪表板元件、 电池外壳、电子板外壳、热交换器、连接器、金属结构组件、充电站部件、 支架和驱动器外壳。

加快了小批量生产的上市速度
多年来，3D打印一直被视为一种原型解决方案，但现在它非常适合应用于生产线。通过专门为增材制造流程创建设计，工程团队可以在设计完成后直接从原型制造转到生产。

与传统技术（例如注射成型和铸造）相比，3D打印也正在成为首选解决方案。借助增材制造，当今电动汽车生产线的短期生产更加经济高效，生产速度大大提高。增材制造根本不需要像传统制造那样创建工具或修改模具，因此节省了生产更换所需的时间和成本。

实现轻量化，最大限度地延长电池寿命，提高车辆性能
3D打印使电动汽车制造商能够在不牺牲部件质量或安全性的前提下减轻车辆重量并改进重量分布。再加上3D Systems先进的生成式设计和拓扑优化软件，工程师可以设计具有有机几何形状的支架、连接器和其他部件。

这些创新的设计几乎都通过空心或蜂窝状特征以及更少的连接部件来节省材料，同时实现相同或更好的结构完整性。

部件装配整合
在某些情况下，如果采用传统方式，一些单个部件需要生产10个单独部件并组装才能获得，而3D打印可以直接制造此类部件。

制造商可以制造物理上更坚固的单个3D打印部件，而无需将多个部件装配或焊接在一起，从而造成设计中存在结构缺陷。这种整合不仅限于部件设计和组装，还会对库存管理产生巨大影响。DfMA与DfAM的完美结合。

简化部件库存
增材制造能帮助制造商将其实体供应链与数字文件连接起来，并且从概念研发到报废，更加高效地管理产品。只需发送文件即可打印任意数量的产品。

这能打造更高效、更具可持续性的供应链，并降低仓储和库存成本。这种按需的部件打印能力还能提高生产高峰期的生产速度和灵活性。

• 加速创新-提高组件的功能和效率
• 更准确，更快的空气动力学测试
• 整合零件，简化装配和库存
• 轻量化，提高电池寿命和车辆性能
• 通过直接桥架生产，加快产品上市速度
• 简化工装、制造辅助工具和夹具的生产
  

下载白皮书
扫描下方二维码或点击链接：http://www.3dsystems-china.com/resources/e-book/，下载 3D Systems 《增材制造解决方案如何在电动汽车设计和制造》白皮书。

△扫码下载白皮书