3D 打印革新汽车制造 30 天实现零部件快速验证
前言
在汽车制造行业，传统的零部件生产方式面临诸多挑战，如制作汽车零部件原型流程繁琐、耗时费力且成本高昂。随着科技发展，3D 打印技术犹如曙光，越来越多汽车企业引入该技术，标志着新的开始。3D 打印技术在汽车制造中的应用带来诸多变化，如快速原型验证、高效汽车模具测试、满足定制化生产需求、缩短研发周期、推动制造工艺创新等。接下来从具体应用场景看看 3D 打印技术如何革新汽车制造。
快速原型验证，让设计更高效
在汽车设计过程中，快速原型验证至关重要。传统原型制作方法成本高、周期长，而 3D 打印技术可直接根据设计图纸打印出原型，大大缩短制作时间。以亲元企业为例，采用 3D 打印技术制作汽车零部件原型，先扫描获得准确模型数据，然后用 CAD 软件逆向建模及设计变更，接着将模型导入切片软件，最后用 3D 打印机直接打印出来。利用 3D 打印技术，亲元企业团队可快速高效制作出完整、高精度模型，并轻松进行验证测试。3D 打印大大提高了原型制作效率，减少了生产时间和成本，亲元企业高级经理表示，使用 3D 打印机时，开发产品速度可提高五倍，因为省去了繁琐冗长的 CNC 加工流程，全程数字化生产，减少费用同时缩短了设计流程和时间。
汽车模具测试，降低成本新途径
汽车模具开发制作昂贵，为制作一两件样品开发样品模会大幅增加生产成本。3D 打印技术为汽车模具测试提供新解决方案，使用 3D 打印样品可免去模具开发制作费用，还能缩短制作时间，将以往 3 个月时长缩短至 1 - 2 周，整体降低 90% 以上生产成本。上海宝鹿车业有限公司从中受益，过去部分样件和零部件生产依赖外协加工，存在交付周期长、成本高昂、交期不可控、验证效率低等问题，借助 Raise3D DF2 + 完整生态系统，将样件交付周期从原先两周压缩至一天，加快了设计验证和产品迭代节奏，掌握了对开发流程的全面控制权。
定制化生产，满足个性化需求
如今消费者对汽车个性化需求越来越高，定制化生产成为重要趋势，3D 打印技术正好满足这一需求，可根据客户需求快速打印出个性化汽车零部件。Renner 在复刻版老爷车制作过程中充分利用 3D 打印技术定制化优势，复刻版老爷车制作需严格还原汽车内饰与外饰所有细节，传统 “减法” 加工工艺生产成本高且零件精密度达不到要求，而 3D 打印技术可实现复杂结构件制造，消耗材料更少、精度更高。Raise3D Pro2 Plus 3D 打印机最小打印层厚 0.01mm，打印精度高，Renner 可轻松快速生产出高度符合原始零部件细节的零部件，如转向柱指示器、危险警示开关等，高精度的 Pro2 Plus 支持 Renner 打印制作老爷车内部各种零部件，稳定的打印控制系统能保证批量生产零部件精度的统一性，打印件经后期打磨喷漆处理后与原始零部件看起来一模一样。
研发周期缩短，抢占市场先机
在竞争激烈的汽车市场，研发周期长短直接关系企业竞争力，谁能更快推出新产品，谁就能抢占市场先机。3D 打印技术可加速制作原型，从而缩短研发周期。Vital Auto 从创立开始就引入 3D 打印技术在概念造车领域，不论客户提供纸质版草图还是已完成的汽车设计，该团队都可根据客户要求进行设计。在这段时间中，典型汽车模型核心设计可能要经过十几次迭代，而在迭代过程中，可能会针对小型部件进行更多次数的迭代，直到设计完全符合客户预期。“在我们行业中，在产品上市前以虚拟形式评估产品性能虽不错，但产品评估同样离不开实际制造出的产品实物。如果要感受产品准确重量、准确比例，并探究人们对产品实物的感知如何随物理环境变化，最好方法还是亲自感受实物，3D 打印就能解决这一痛点。”Moradi 表示。如今，Barnicott 运营着独立的 3D 打印部门，已购置 10 台大尺寸 FDM/FFF 打印机、3 台 Formlabs Form 3L 大幅面 SLA 打印机和 5 台 Fuse 1 SLS 打印机。“就产能而言，3D 打印机可全天候不间断运行。我们将这些打印机用于概念和设计的所有领域。通常，我们会使用 SLS 打印生产型部件，使用 SLA 打印概念型部件。”Barnicott 表示。
制造工艺创新，提升产品质量
3D 打印技术的应用推动了制造工艺的创新，可实现一些传统工艺无法实现的复杂结构，从而提升产品质量和性能。比如，在生产结构性机械部件时，传统加工工艺通常需 2 - 4 天才能拿到部件，而使用 Fuse 1 SLS 打印机，大多数情况下 24 小时内就可拿到部件，这不仅提高了生产效率，还提升了产品精度和质量。
3D 打印汽车零部件的应用与趋势
快速原型验证
3D 打印技术在汽车行业的快速原型验证中发挥重要作用，通过 3D 打印，工程师可在短时间内制作出零部件原型，进行功能测试和设计验证，这种方法节省时间和成本。例如，某汽车制造商在 2019 年使用 3D 打印技术，将新车型研发周期从 12 个月缩短到 6 个月。
汽车模具测试
在汽车模具制造中，3D 打印技术同样出色，传统模具制造需数周甚至数月时间，而 3D 打印可在几天内完成，这提高了生产效率和模具精度。某模具制造商在 2020 年采用 3D 打印技术后，模具制造周期缩短 50%，精度提高 20%。
定制化生产
3D 打印技术为汽车零部件定制化生产提供可能，消费者可根据自己需求定制个性化汽车零部件，这种生产方式满足消费者个性化需求，提高产品市场竞争力。某汽车品牌在 2021 年推出定制化 3D 打印零部件服务，受到消费者热烈欢迎。
研发周期缩短
3D 打印技术显著缩短汽车零部件研发周期，通过快速制作原型和进行测试，工程师可更快发现和解决问题，加快产品上市时间。某汽车零部件供应商在 2018 年使用 3D 打印技术后，研发周期缩短 30%。
制造工艺创新
3D 打印技术推动汽车制造工艺创新，通过 3D 打印，制造商可生产出传统工艺无法实现的复杂结构零部件，提高产品性能和质量。某汽车制造商在 2017 年采用 3D 打印技术后，成功生产出轻量化且强度更高的零部件。
| 年份 | 技术应用 | 效果 |
|---|---|---|
| 2017 | 制造工艺创新 | 生产出轻量化且强度更高的零部件 |
| 2018 | 研发周期缩短 | 研发周期缩短了 30% |
| 2019 | 快速原型验证 | 研发周期从 12 个月缩短到了 6 个月 |
| 2020 | 汽车模具测试 | 模具制造周期缩短了 50%，精度提高了 20% |
| 2021 | 定制化生产 | 推出定制化 3D 打印零部件服务，受到消费者欢迎 |
FAQ 问答
1. 3D 打印技术在汽车零部件快速原型验证中有哪些优势？
3D 打印技术在汽车零部件快速原型验证中具有很多优势。首先，它可以大大缩短制作时间。传统的原型制作需要制作模具，流程繁琐，而 3D 打印可以直接根据设计图纸打印出原型，就像变魔术一样，快速呈现出模型。亲元企业采用 3D 打印技术后，开发产品速度提高了五倍。其次，成本也大幅降低。省去了模具开发的费用，全程数字化生产，减少了很多中间环节的成本。整体来说，3D 打印让快速原型验证变得又快又省钱。
2. 3D 打印如何帮助汽车模具测试降低成本？
汽车模具开发成本很高，为了几件样品开模很不划算。3D 打印就像一个省钱小能手，它可以直接打印出模具样品，不需要花费大量资金去开模。以前制作模具样品可能要 3 个月，现在用 3D 打印只需要 1 - 2 周，时间缩短了，成本自然就降低了。像上海宝鹿车业，借助 3D 打印技术，不仅缩短了交付周期，还降低了成本，对开发流程也有了更好的掌控。
3. 3D 打印如何实现汽车零部件的定制化生产？
3D 打印就像一个私人定制专家。它可以根据客户的具体需求，通过设计图纸，精准地打印出个性化的汽车零部件。比如 Renner 在复刻老爷车时，需要还原各种细节，3D 打印技术凭借高精度和可制造复杂结构的特点，轻松满足了这些需求。Raise3D Pro2 Plus 打印机最小打印层厚 0.01mm，能打印出和原始零部件几乎一样的产品，满足了定制化生产对精度的高要求。
4. 3D 打印技术对汽车制造的研发周期有什么影响？
3D 打印技术就像一个加速器，能大大缩短汽车制造的研发周期。在汽车设计过程中，需要不断对原型进行迭代验证。传统方式制作原型慢，而 3D 打印可以快速制作出原型，让设计师能更快地进行验证和修改。Vital Auto 引入 3D 打印技术后，将原来 2 - 3 周的原型制造周期压缩至 2 - 3 天，大大加快了研发进度，让企业能更快地推出新产品，抢占市场先机。
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