3D打印技术在汽车研发中的应用实例

3D打印技术出现有近20年，但要真正进入汽车领域，按目前的技术来说，有一定的难度，因为汽车是一个大批量生产的产品，而3D打印技术更适合个性化和小批量产品的生产。

一、3D打印技术的特点及优势

3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术，从成型工艺上看3D打印技术突破了传统成型方法通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降。


特点:基于离散成型堆积成型原理，将材料按层堆积的方法制造零件。 分层制造，叠加成型（ 增材技术 ）

优势:突破产品设计限制 - 缩短产品开发周期 - 同步开发，提升新产品可靠性。


在汽车研发中的应用: 整车造型 - 设计验证、性能测试手工样件 - 制造结构复杂的零件 - 多材料复合零件 - 轻量化结构零件 - 辅助检具和夹具。

二、3D打印技术在汽车研发中的应用实例

案例一、3D打印技术在造型油泥模型试制中的应用

整车模型的制作，以往都是油泥模型，当3D打印技术出现之后，可以在一定程度上取代油泥模型。虽然，3D打印还不能像油泥模型一样易于修改，但在制作安装车灯、座椅、方向盘和轮胎的等可以快速成型，可以模型的制作过程大大减少时间成本，能更快的调整、设计出合理性更强的模型。

案例二： 3D打印技术应用于概念及结构设计和技术验证

从左（旧）与右（新）两图可以看出，通过3D打印，对于复杂的制件，可以静态分析结构和实车安装问题，这能让结构工程师更好的进行零件结构的设计，提高零件的强度和制造性，简化零件结构，验证技术可行性，提高产品成熟度。

案例三： 3D打印技术应用于多种材料集成的内外饰件制作

在内外饰制作中，3D打印技术可以集成多种材料一次成型，不仅减少了制件的工序，制件皮革纹理清晰，细节更细致。

案例四： 3D打印技术应用于复杂分总成内外饰件一次性快速制作

仪表板出风口总成制作

表1 3D技术与传统加工费用和时间的对比

从表中可以看出，3DP打印技术在复杂分总成内外饰一次性快速制作中，极大缩减时间成本，3DP仅为1天便可以把仪表板出门口制成，而传统的ABS铣削则需要8天；在费用上3DP只需要1000RMB，传统的ABS铣削需要6500RMB，这对于汽车零件研发中大大提高了效率并且减低了生产的成本。

案例五： 3D打印技术应用于中小模型一次性快速制作

内饰小模型

表2 内饰小模型几种加工方式时间费用对比

从表格中可以看出，3DP技术在内饰小模型一次快速制作。在时间与成本上，小批量生产过程中，3DP技术优势无与伦比的优势。

案例六：3D打印技术在汽车轻量化的应用

3D打印技术，在汽车轻量化产品中开发中占据了越来越重要的位置，因为此技术可以使得塑料乃至金属制造中空的轻量化结构零件成为了可能，而不单单依靠发泡和微发泡技术。笔者相信，随着技术的发展，3D打印技术集概念设计、技术验证与生产制造于一体的优点，会为缩短汽车设计研发的周期，提高新产品的成熟度，快速推出新车型提供可行性。

三、3D打印技术的展望

发展瓶颈：
1.只适合小批量、短时间内无法完全代替传统制造
2.表面质量尚有差距，需要抛光、染色、电镀、喷漆等后处理加工
3.材料选用局限性大，成本高
4.整个产业链发展不成熟

趋势：
1.拓宽材料选用范围，降低成本，优化机械性能，趋于批量化生产
2.个性化定制，提升附加值 - 金属打印显著增长
3. 充分发挥其快速成型的功能，强化并行工程，提高产品成熟度

前景：
国际市场分析机构SmarTech近日发布的报告《3D打印市场中的塑料： 十年机会预测》称：目前，全球3D打印用塑料销售额已达到3.1亿美元， 预计2019年将增至14亿美元。
文章来源：巨子实业