想象与现实：3D打印如何挠汽车之痒

【编者按】3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置，现在的3D打印技术应用与各个领域，下面让我们来看看3D打印在汽车行业的应用。

看过007系列最新电影《大破天幕杀机Skyfall》的观众，一定会对其中那辆1960年的阿斯顿·马丁DB5汽车被炸成碎片的情节唏嘘不已。实际上，那部付之一炬的豪车就是由3D打印技术制作的。除了在电影中“牺牲”的那台之外，余下的两台中已有一台被佳士得拍卖行拍卖，价格高达99041美元，超过拍卖行预估的50%。

这样的高价并不让人意外。

在过去的一年中，媒体的助推、政府的支持，美国3D打印巨头3D Systems、Stratasys和ExOne的股价一再飙高、世界上第一辆3D打印汽车Urbee惊艳面世、“3D打印”已然成为风头最劲的“明星概念”。仿佛一夜之间，3D打印技术已经把“想象照进现实”。

3D打印机不是“机器猫”

Urbee是世界上第一辆3D打印的汽车，它是供两人乘坐的三轮混合动力车，主要动力为电力、辅以燃料乙醇。在Urbee的团队领导人Jim Kor看来，传统汽车制造的大部分零部件都是没有必要的：

比如挡泥板，这些材料只会增加环境污染和降低效率，但采用3D打印可以改变这一切，减少不必要的零部件。我们要做的就是打破传统，在保证速度和安全的同时，用最少的能耗和污染、最简单的方式把汽车生产出来。

3D打印汽车URBEE Promo

“3D打印”并不是一个新概念，已经有近三十年的历史，发展出了多个技术流派，每种技术的成型方式、耗材和所针对的市场都不同，“3D打印”只是这些技术的一个统称，Urbee所说的更加“低耗能、环保、易于操作”的生产方式，指的是FDM技术（熔融沉积成型技术），这是实现3D打印汽车最为关键的部分，因为其机械结构最简单、制造和材料成本最低，因此也更为人熟知。

但3D打印机不是“机器猫”，马上就能从口袋里掏出一个完全符合你想象的“它”。即使是采用FDM技术的3D打印机，制作出来的物品也都需要后期加工。3D打印设备的实际意义是帮你在设计或者产品制样的过程中提高某个环节的效率，而不是完全代替整个流程。就像Urbee，3D打印机可以为它实现打印车身外壳、减重车身、个性化设计，但电机等关键零部件都还是来自于传统制造业。

与传统企业制造汽车区别最大之处在于，3D打印汽车是先打印出单个的、一体式的车身，再将其他部件填充进去，而不是将车身各部分组装到一起。据称，通过这样的方式，Kor只要将模型的每部分上传到打印机上，2500小时后，他就拿到了所需要的40多个零部件组合，成型后的车重仅为1200 磅（约为544公斤），成本为5万美元左右。对比一辆标准设计的汽车，这的确让制造变得更简单了。

3D打印如何挠汽车之痒

尽管3D打印极大地简化了单辆汽车制造的过程、减少了它的车身重量和生产成本，但目前还无法取代大规模的汽车生产。因为它更适合于体积小、库存需求低但价值高的零部件生产，且不说3D打印技术目前尚且不具备直接生产像汽车这样复杂的混合材料产品，即使该技术在未来取得更大的突破，打印一辆汽车只怕也要耗时好几个月，在成本上远远高于大规模生产时均摊到每辆车上的成本，消耗的能源自然也就更多。

所以，对于生产有大量需求的产品来说，具有规模经济优势的大规模生产仍比个性化、可定制的3D打印更加经济、环保。但根据美国《沃勒斯报告》（Wohlers Report）的调查，汽车领域仍将是未来3D打印产品和服务的最大用户之一（其余行业为消费电子公司、医疗和航空制造业）。

事实上，很多传统汽车企业已经有所涉足3D打印技术。凭借打印Urbee而名噪一时的美国最大的3D打印公司之一Stratasys，它的汽车客户就多来自于传统企业，像宝马、现代汽车。与Urbee要革命“制造业”不同，宝马和现代汽车是利用3D打印来改善制造环节，例如缩短生产时间、加速开发新型方向盘和仪表面板、定制概念车。

由此看来，3D打印目前对汽车行业最大的颠覆不在于一辆“3D打印汽车”，而是在于它将汽车生产过程变得“更快更准”——不仅缩短了从设计到产品交付的时间，也减少了产品缺陷的可能性。

更快：缩短产品交付时间

“3D打印原型将为汽车制造商提供产品快速成型服务。之前原型产品需要一个内部的、专职的设计团队手工完成，而现在改变了。一些企业将它们的产品设计工作外包。3D打印原型将慢慢取代手工泡沫或黏土模型。”一位目前在美国提供3D打印服务的公司负责人说。相比较于手工原型，3D打印可以制造更加复杂的和不规则的形状设计，而且关键在于速度更快。

更准：产品缺陷最小化

除了展示设计概念，3D打印原型还有一个功能就是进行“测试和调试”，尽量使设计复杂的产品缺陷最小化。一旦一个车型的设计草图获得批准，3D打印的成型过程就可以开始了。通过3D原型，设计师、工程师、营销团队和制造商可以进行多重检查，每个团队都可以直观的感受到设计变成最终产品后的外观、空间感和手感，保证像“方向盘”这样的配件能够既符合设计，又贴合消费者。

虽然3D打印还难以取代大规模生产而成为最主流的生产方式，但却能满足散布在世界各地的种种个性化和定制的需求。这样带有科幻色彩的未来科技就像是哈利波特的魔杖，让人着迷的不在于产品，而是想象的力量……所以，“当Anthony Atala博士戴着手套从杯里捧起那个鲜红的3D肾脏时，尽管还不能应用于移植，还是让全世界都为之沸腾了。”

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