70个汽车零件优化成一个！特斯拉将规模应用3D打印技术

导读：据Wohlers2020报告，汽车已经成为3D打印技术最大的应用，超越航空航天、医疗等领域。

南极熊注意到，全球电动汽车领导厂商特斯拉的股价涨上天了，其市值达4000多亿美元，是宝马+奔驰+大众等汽车厂商的市值总和还要多，成为世界第一汽车厂商。

据专家称，特斯拉股价猛涨的原因是，其技术比竞争对手领先了六到十年。特斯拉对3D打印技术的使用不太公开，但是在2020年第一季度财务报告中，展示了一个很大的，经过专门设计的金属零件，用于新的ModelY车型。2020年9月份，特斯拉开始大肆招聘3D打印技术人才。


△70个零件，变成只有2个零件

电动汽车Model Y的后部底盘，它可以从70个不同的零件变成只有两个，最后是一块金属。特斯拉的工厂在自动化方面取得了长足的进步。有问题的零件可能使用特斯拉新安装的新型大型铸造机生产的。它是使用增材制造进行原型设计的，使用混合的减材制造技术加金属沉积技术，作为生产这种尺寸零件的首选方法。

△之前的车底部件由70个不同的组件组成

铸造行业人士告诉南极熊，如果借助直接金属3D打印技术或者砂型铸造金属3D打印技术，可以减少定制铸件中的子装配体（从70个缩为1个），实现重大转变！特别是砂型铸造金属3D打印工艺（先使用砂型3D打印机打印出砂模，再进行铸造），已经足够成熟、成本也很低，改善传统铸造行业的可能性将变得越来越主流，能够支持汽车领域所需的大批量生产。


△过专门设计的车身底部，由2个零件和1个单体零件组成


Model Y新款的车底部件，展示特斯拉应用3D打印技术拓扑优化生成设计的痕迹证据，可能会显著提高质量和性能，3D打印的使用变得更具吸引力。从长远来看，这意味着，如果3D打印技术制造的零件被证明具有成本效益，则很快将用于许多其他当前和未来的车型，从而使特斯拉在行动缓慢的竞争对手中拥有更大的领先优势。

但有网友表示，3D打印成本太高了，特斯拉很可能没有计划将3D打印作为大规模生产流程的常规部分，只是用于生产线的工装夹具、新设备、车辆的修理和测试。使用3D打印技术进行研发，的确可以大大提高升级迭代的速度，一旦确定了设计，就可以找到批量生产的解决方案，切换到低成本的传统工艺流程。

网友拆解特斯拉，发现FDM 3D打印零部件

2020年4月份，国外工程师Sandy Munro对特斯拉Model Y进行了拆解，视频显示了3D打印的部件。这是汽车HVAC系统中的3D打印的部件，很可能是使用3D打印技术来解决原始模具的缺陷，避免生产延迟影响交付。

△特斯拉Model Y上的3D打印零件，采用FDM工艺制造

在检查该车的HVAC（加热、通风和空调）风箱上一个大型注塑成型的部件时，Sandy Munro发现了一个3D打印的圆形部件。由于这个部件具有明显的层层堆叠的结构，凭着他的技术直觉这个零件是3D打印的，Sandy将该3D打印零件的使用归结为Model Y生产线上的一个制造故障，在这里FDM技术制造的零件用于快速修复。

△这张图片可以清楚的看到3D打印的痕迹，很明显是用来修补一个缺陷

汽车制造商在开始量产车型之前，往往会有一个 "工艺验证 "的过程，这意味着所有的单个部件都要进行生产和组装，以确保其可行性。最初的试运行也提供了一个机会，对生产线上的工人进行培训。如果出现任何问题，在开始生产之前，制造商有机会补救和微调流程。

特斯拉很可能是忽视了Model Y的暖通空调装置的一个缺陷，在修复之前就开始生产该车。当Elon Musk的工程师们终于发现了这个问题时，可能已经太晚了，数百台暖通空调单元已经生产出来，并准备好了组装。那时候，如果只是3D打印出车辆缺失的部分，比起组织一整条新的生产线来生产风箱，会更容易一些。

赛车领域早已应用3D打印

过去几年里，一级方程式车队一直在使用3D打印技术做相当漂亮的事情。

在测试期间，团队将实时数据和遥测数据发送给坐在几百或几千英里外团队总部的“任务控制”室的工程师团队。 即时提供分析和反馈，因此车队和车手可以在赛道上进行设置和技术调整。

通常，数据反馈建议重新设计一些零件。 过去，这需要在工厂进行制造，然后第二天将新零件运往赛场。这种模式已经持续了很长时间。

但自2012年以来，他们就一直在总部重新设计零件，并将CAD文件发送回赛场，以便在现场进行3D打印并立即安装在汽车上。 （在规则允许的范围内，parf ferme都是如此）。

Merc和McLaren是最早这样做的团队，这很少有人知道。 当然，现在很多车队都这样做了。