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新能源汽车企业选购3D打印机,和传统OEM有什么不同?

汽车厂商对新能源汽车的布局早已经开始,包括以北汽、比亚迪、吉利、长安为代表的传统车企,也包括以蔚来、威马、小鹏为代表的造车新势力。这个行业的发展速度完全超出了我们的想象,2020年我国新能源汽车跨过5%占比的临界点后进入成长期,这是整个行业增长最快的时期,也是车企必须把握住的关键时期。值得注意的是,越来越多的新能源车企正在采用3D打印技术来加快产品上市。

 

Raise3D这两年陆续有不少汽车行业特别是造车新势力的客户,我们将基于行业动态以及客户案例,来谈谈FDM/FFF在新能源汽车领域应用的不同之处。

 

DTC(直接面向客户)模式下的新需求

 

相比传统汽车,我们发现新能源汽车成立了一个非常有意思的新需求部门——售后业务部门,其中包括Tesla的超级工厂。这种转变主要是因新能源汽车所普遍采用的DTC(Direct-to-Customer直接面向客户)的销售模式而产生。而传统整车企业一般是面向经销商,即4S店进行销售,4S店铺再向个人车主提供整车销售和售后服务。而由于新能源汽车的维护和售后保养较为简单,将原有的4S拆成了2S+2S模式,即将整车销售和售后维保分拆成为两个部分,售后维保通过上门或者远程进行支持,整车销售则可以放在人流更密集的大型商超内开设直营店铺,从而大幅拉近了整车厂商与终端用户之间的距离。

 

图 | 蔚来汽车NIO House (牛屋)是链接用户的重要桥梁

(图片来源:蔚来汽车)

 

没有了经销商体系,电动汽车的定价就可以更为灵活,但是由于需要做到面向客户的端到端,One for all,All for one,直营店作为前台会向售后中台提出支持需求,其中包括直营店中可能需要的一些工装夹具、备件,也会由售后部门进行协调生产并根据需求提供小批量、多批次、灵活的产品供应。这几点毫无疑问是3D打印的强项,通过数字备件和3D打印技术,这些时间我们正在验证这种可能性的逐步实现。

 

图 | Tesla 使用的E2 3D打印机

 

对于研发速度要求更为苛刻

 

我们明显能看到新能源汽车的上市时间比传统汽车快很多,比如国内头部造车新势力的蔚来,做ES8从设计到上市一共是3年时间,小鹏P7则更为夸张,只用了2年时间。因此,在研发阶段,各个厂商都在赶进度,要追赶上市时间,研发的各个环节都需要尽量压缩时长。外包CNC加工一般需要2-3周左右的时间,另外大部分新能源汽车厂商设计迭代需求较快,往往中间就已经有一些设计改动,同时由于新车具有保密属性,因此很多OEM最终选择自己购买3D打印机In-House的进行生产制作原型。

 

图 | 传统设计开发到投产一辆全新汽车大概需要4-5年时间

(图片来源:知乎答主郑迅)

 

关于新能源汽车企业的In-house模式,有两个客户案例令我们印象深刻。

 

第一个案例是国内某厂的子品牌客户,他们希望打印速度能够更快一点,所以倾向于购买工业级SLA打印机,但当我们看了他们的工作环境后,发现如果采用工业级SLA打印机的话,他们将会面临两大挑战:

 

  1. 废液处理:含有树脂的溶液是应该寻找当地的污水处理机构进行回收处理的,对于国内某大厂来说环保是一个不容忽视的问题。这个步骤不仅会产生额外的成本,还会让后处理流程变得更繁复。

 

  1. 办公环境设置:客户当时打算将3D打印机和研发工作人员(包括一名孕妇)放在同一个办公空间里,为了避免工业级SLA设备运行时可能会对人体健康造成的影响,他们应当对原本的办公室做额外的区隔处理。

 

第二个案例来自小鹏汽车,他们对3D打印机的了解程度以及灵活运用让我们十分佩服。在我们去拜访时,发现他们已经购买了一台进口的工业级FDM/FFF设备。我们当时很好奇,既然有工业级,再添置相同技术的专业/桌面3D打印机的意义是什么。聊完后,一个词一直在我们脑子里面回荡——二重奏。

 

小鹏的开发项目数量太多,有大件有小件,一台工业设备没有办法满足所有的需求。工业级机器太大,需要固定放在一个办公室,研发人员需要跑来跑去的去进行打印工作;其次,机器的启动准备至少有5个步骤,最长需要40分钟的时间;最后,是机器不支持第三方耗材,只能兼容品牌方的材料,打印成本较高,可拓展性不足。

 

所以在评估后,小鹏决定添购一台Pro2 Plus,把需要灵活生产的放在Pro2 Plus上打印,把需要保温仓的放给工业级设备来做。

 

不同于工业级FDM/FFF设备,Pro2 Plus可以灵活的放置在各个空间,甚至是研发人员的手边。而且,即便是桌面级的设备,也可以满足大尺寸样件的打印需求;其次,机器的启动准备更简洁,只有3个步骤,在打印PLA这些基础材料时,最短只需要5分钟就可以准备完毕开始打印;最后,Pro2 Plus可以兼容第三方材料,这样他们可以更灵活的去选择耗材的类型以及品牌,灵活地调整打印预算。

 

图 | 2021年Pro2全球销量达到20,000台

 

在添置了Pro2 Plus后,桌面级和工业级的3D打印机可以相互配合,将各自的优势更好的发挥出来,推进小鹏的研发更顺畅的进行。Pro2 Plus像一只快速婉转的小提琴,工业级设备则像大提琴,两者在不同速率不同节奏下配合,形成类似二重奏的效果。

 

围绕电池包及相关结构的开发

 

除了常规的研发和创新的售后应用之外,新能源汽车企业还会利用3D打印应用在汽车电池包的相关的结构设计和最终使用。关于这一点,我们一般会给客户的推荐方案是先使用FDM/FFF打印机进行产品的开发和制作,然后再用SLS或者MJF进行直接生产,利用不同的3D打印技术优势,将提升新能源汽车的小批量生产效率。

 

图 | Raise3D加拿大客户利用Pro2打印机,制作的电池托盘适配的原型

 

2021年初,大家都猜测2021是新能源汽车能够增长的一年,但是没有人会想到销量增长会超过一倍有余。根据罗兰贝格的调研数据,中国顶级汽车的消费年龄在35岁,比德国小了25岁。95后乃至Z世代逐渐成为车市上的主力购买群体,对于新能源汽车的接受度,年轻一代的接受度毫无疑问会更高。传统汽车自2018年以来已经是三年每年平均下降4%的销量也可见一斑。

 

 

当新能源汽车的大潮来临的时候,3D打印无疑是实现快速创新,小批量生产的最佳工具之一。无论是由桌面级3D打印机带来的快速创新和敏捷开发,工业级技术带来的装配和试产,或者是使用打印服务外包进行的批量生产,都在这个市场有各自的机会。

 

我们也希望有机会能与各位探讨这一增量市场上带来的更多机会,今年TCT展会期间Raise3D也会展示一些我们在新能源汽车上的一些应用,我们希望各位有机会来和我们沟通,相互学习。

 

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TCT ASIA 2022

展会时间

5月12日星期四 09:00-17:00

5月13日星期五 09:00-17:00

5月14日星期六 09:00-15:00

展会地点:

盈港东路168号

国家会展中心(上海)4.1馆