工業(yè)4.0改變的是制造體系，從數(shù)字化到智能化、從群體到個體、從制造為先到用戶需求為先，而3D打印在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用，改變的是制造方式。3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，其最突出的優(yōu)點是無需機(jī)械加工或模具，3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實現(xiàn)的。

 

　　在現(xiàn)代工業(yè)條件下，加工零件或者模型，都需要先制造一個模具。不過，制造模具的成本很高，如果不是大批量生產(chǎn)，并不值得開模。也可以采用另外一種加工方式，使用數(shù)控機(jī)床直接在毛坯料上加工，但是這個方法會浪費掉很多毛坯材料，不僅慢而且貴，加工費用以小時計算。

 

　　3D打印通過逐層打印的方式來構(gòu)建物體，最終的成品是一層層積累起來的。無論造型多復(fù)雜的零件，對于3D打印來說，也是一層層平面，打印難度沒有任何區(qū)別。因此，對3D打印機(jī)來說，造型復(fù)雜的物體和最簡單的立方體、圓柱體是一樣的，材料會更節(jié)省。能夠方便快捷并精確地制造構(gòu)型復(fù)雜的物體，這正是3D打印技術(shù)的最大優(yōu)勢。

 

　　而汽車恰恰是由許多造型復(fù)雜的高精度零件組成，可以將3D打印的優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致。使用3D打印技術(shù)，工程師在電腦上完成模型設(shè)計，設(shè)計人員只需幾分鐘就能獲得實體的打印模型，然后整個研發(fā)團(tuán)隊的每個專業(yè)人員都可以在打印模型基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，并與團(tuán)隊中其他人即時分享對設(shè)計方案的改進(jìn)，實現(xiàn)“所見即所得”，大幅度提高汽車設(shè)計的效率。

 

　　而且，3D打印可以快速制作出一系列具有細(xì)微差異的可測試零件來幫助開發(fā)出最合適的零件，以確保最后定型生產(chǎn)的是選用了最好的零部件。而由此帶來的好處，是提高了整個開發(fā)效率，縮短了上市周期，并降低了時間和成本。

 

　　綜合來看，3D打印技術(shù)可以大幅度降低汽車開發(fā)和制造過程中的成本，提升工作效率，降低新車型新零件的開發(fā)時間，最終這些都會反應(yīng)到汽車的價格和品質(zhì)上。

 

　　3D打印在汽車工業(yè)的應(yīng)用

 

　　在2013年，第一輛3D打印汽車問世。美國設(shè)計公司KOREcologic、數(shù)字制造商RedEyeOnDemand以及3D打印制造商Stratsys合作完成了混合動力汽車Urbee2。這輛車并不是一輛簡單的擺設(shè)模型，而是可以上路的真正意義上的汽車。彼時，福特也在每個工作站配置了3D打印機(jī)，并規(guī)劃未來給每個工程師單獨配備一臺小型的3D打印機(jī)。

 

　　2014年，柯尼塞格發(fā)布的新車One1上使用了很多3D打印制造的零部件，包括風(fēng)道、排氣部件和渦輪增壓器等。2014年9月，美國洛克汽車（LocalMotors）在芝加哥國際制造業(yè)技術(shù)展上，展出了一輛3D打印的雙門雙座敞篷小車Strati。整個制作工序在現(xiàn)場完成，共計耗時44小時。

 

　　隨后，3D打印被更多汽車制造商與研究機(jī)構(gòu)用于汽車制造，也有汽車發(fā)燒友們在此啟發(fā)下自行通過3D打印技術(shù)打造自己專屬的汽車或汽車部件。加州一名工程師就利用3D打印制造了豐田發(fā)動機(jī)與變速箱。

 

　　到了2016年，在底特律車展上，起亞展出了使用3D打印技術(shù)制造的Telluride概念汽車，也展現(xiàn)出了3D打印對于汽車行業(yè)的一個重要價值——推出概念車。自2016年開始，3D打印技術(shù)真正開始被汽車制造商和供應(yīng)商使用在實際的汽車生產(chǎn)過程中。

 

　　1.標(biāo)致雪鐵龍

 

　　標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)（以下簡稱PSA）在2016年9月與洛杉磯的3D打印公司Divergent簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議書，達(dá)成在金屬材料打印等方面的合作意向。戰(zhàn)略合作內(nèi)容包括為標(biāo)致雪鐵龍的車輛生產(chǎn)線研發(fā)3D打印的金屬覆蓋件，以實現(xiàn)整車結(jié)構(gòu)輕量化，降低其生產(chǎn)成本。PSA表示，此次合作將有效降低標(biāo)致雪鐵龍的整車與零部件生產(chǎn)成本。

 

　　“應(yīng)用3D打印技術(shù)能夠大幅縮減生產(chǎn)工廠的規(guī)模，減輕整車重量并降低生產(chǎn)的復(fù)雜程度，同時也能給我們的產(chǎn)品設(shè)計增添無限的靈活空間。”標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)CEO唐唯實（CarlosTavares）在一項聲明中表示，但卻并未提及這項合作對其生產(chǎn)崗位數(shù)量的影響。

 

　　Divergent公司稱其已經(jīng)研究出一套與3D打印技術(shù)配套的軟硬件平臺，通過該平臺可以大幅優(yōu)化整車設(shè)計過程，并能夠輕松打印出復(fù)雜的汽車部件。

 

　　PSA在唐唯實執(zhí)掌期間，已經(jīng)在大幅削減生產(chǎn)成本，同時將車輛研發(fā)外包給專業(yè)的第三方公司，如研發(fā)中心坐落于摩洛哥的亞創(chuàng)工程（Altran）。

 

　　PSA表示，合作初期將在Divergent公司位于法國巴黎附近的Velizy研發(fā)中心進(jìn)行試制，下一步將嘗試汽車零部件的3D打印與裝配，最終目標(biāo)是利用該技術(shù)打印出“完整的車體結(jié)構(gòu)”。

 

　　2.戴姆勒

 

　　2016年7月，戴姆勒表示將從9月份開始使用3D打印技術(shù)來為梅賽德斯-奔馳旗下的卡車生產(chǎn)塑料配件。與福特一樣，戴姆勒也是首批研究3D打印技術(shù)的汽車制造商之一。早在2012年，戴姆勒就希望3D打印機(jī)能夠取代一些昂貴的制造技術(shù)，并購入一臺大尺寸的金屬3D打印機(jī)。

 

　　奔馳卡車的配件是在德國生產(chǎn)，然后運往世界各地。塑料配件在應(yīng)用3D打印技術(shù)之后，則可以實現(xiàn)零部件的本地化生產(chǎn)。據(jù)了解，戴姆勒的主要目標(biāo)是利用3D打印來生產(chǎn)彈簧毛、電纜導(dǎo)管、夾子、支撐元件與控制元件等。