抗10000次耐磨测试，成本降低50%，Stratasys F123加速汽车研发

在3D打印技术众多的应用领域中，汽车行业是3D打印技术最早的应用者之一。早在3D打印技术发展的初期，一些欧美发达国家车企就开始将3D打印技术应用于汽车研发过程。如今3D打印已经被广泛应用于汽车零部件的研发。2017年12月29日，南极熊对上海某汽车公司进行了专访，深入地了解了3D打印是如何应用于汽车零部件制造，以及3D打印对汽车行业带来的影响和转变。

南极熊了解到，该汽车零部件公司主要业务是天窗系统，包括普通天窗、全景天窗、以及全天窗模块等产品，具有优秀的设计、工程和制造能力，宝马、通用、大众等名牌企业都是他们的客户。为了弥补在产品研发验证方面的缺陷，经过8个月时间的充分调研，他们最终锁定了美国Stratasys发布的最新FDM工业级设备F123系列。材料方面，由于ABS材料良好的强度、柔韧性、机械加工及抗高温性能，以及经过了严格的抗10000次的耐磨性测试，成为研发工程师的首选塑料，完全满足其对零部件强度的要求。

▲用ABS材料3D打印的汽车零部件

3D打印设备的使用体验如何？研发工程师告诉南极熊，经过日夜不间断的打印测试，目前的良品率高达90%以上，而不良品主要是由于工程师自身的原因造成，比如技术参数设置不准确，由设备自身原因导致的不良品率几乎为零。生产效率方面，平均十几个小时就能完成汽车零部件的打印，对其打印速度基本满意。此外打印成本也在可接受的范围内。从这个角度来看，3D打印设备已经发展到了“可靠、一致、可预测”的程度。

▲工厂里的Stratasys F270 3D打印机（属于F123系列）

目前，该公司引进3D打印技术主要的应用集中于研发环节，体现为3D打印试验模型、功能性原型等形式。相关负责人告诉南极熊记者：“以前在汽车天窗部件上的研发用的CNC机床或者手工来制造，包括切削、钻孔、粘接等工艺，费时费力，甚至不少样件需要委外加工，如果达不到要求就要重新做，大量的时间成本就耗费在这上面。有了3D打印机以后，我们自己就能做研发，不再需要委外加工，简单快捷。并且能够实现快速修改设计方案并反复大量迭代，在确保原型产品设计质量的同时，大大缩短了产品设计和原型开发所需的时间，提高了研发效率。”南极熊了解到，该公司自行打印比委外加工的成本支出降低了近50%。此外，由于委外加工的采购流程非常繁杂，把3D打印的制造全程放在自己公司后，时间成本有非常明显的节省。

关于3D打印是否可应用于直接制造最终零部件的问题，我们了解到，“直接制造”对零部件机械性能、光洁度等要求严格，因此对3D打印技术水平的要求高，对应的成本也较高。比如某3D打印零部件使用的是玻纤材料，3D打印技术的应用空间还比较小，因此更多地还是用于产品的原型验证。另外，受到打印机成型尺寸的限制，有的大尺寸天窗部件需要分解成多个部分，打印完成之后进行拼接。

目前，相比国外，在国内汽车零部件产业，自主购买使用3D打印设备的比例还是不算太高，这是一家走的比较前沿的汽车零部件公司。汽车行业由于自身规模大、研发投入多、应用3D打印技术时间长等因素，将在3D打印技术应用中占据重要位置。汽车行业巨大的市场规模为3D打印技术在汽车领域的应用提供了广阔的市场空间。我们相信在未来，3D打印在材料性能、成本方面有望达到汽车直接生产应用的要求，向具有更高价值的应用转变。