在1991年，3D打印可是一項(xiàng)看起來像是從未來穿越回來的神奇魔法——受限于技術(shù)水平，彼時3D打印只能在財大氣粗企業(yè)的前瞻實(shí)驗(yàn)室中看到，如德國高檔汽車品牌寶馬就在那一年，將3D打印零部件納入概念車研發(fā)體系之中，專注新材料研發(fā)應(yīng)用的“快速成型創(chuàng)新中心”那時還只是一個小型部門。

寶馬采用3D打印工藝為勞斯萊斯開發(fā)零件

經(jīng)過10年發(fā)展，寶馬開始推廣3D打印工藝，最初是生產(chǎn)小批量零部件，如水泵皮帶輪。2012年，勞斯萊斯幻影的激光燒結(jié)零部件應(yīng)用3D打?。?017年，勞斯萊斯曜影的光纖導(dǎo)軌固定裝置也開始交給3D打印。

過去十年間，寶馬通過3D打印工藝生產(chǎn)了100萬個零部件，僅2018年一年，寶馬集團(tuán)3D打印生產(chǎn)中心的產(chǎn)量超過20萬件，同比提升42%。2018年底，一件3D打印的車窗導(dǎo)軌被安裝在寶馬i8 Roadster上，這是寶馬集團(tuán)的第100萬個3D打印量產(chǎn)零件，寶馬i8也因此成為世界上第一臺使用該技術(shù)的量產(chǎn)車。

寶馬為勞斯萊斯古斯特開發(fā)的3D打印零件

在高性能車型領(lǐng)域，3D打印更是如魚得水。有高低功率兩個版本的新一代寶馬“機(jī)皇”——S58B30里的氣缸蓋，便是3D打印的杰作。

寶馬為勞斯萊斯古斯特開發(fā)的3D打印零件

復(fù)雜的管路結(jié)構(gòu)和輕量化需求超過了傳統(tǒng)鑄造工藝的能力范疇，面對這一難題，3D打印實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)鑄造做不到的工藝。同時，S58B30發(fā)動機(jī)氣缸蓋避免了冗余結(jié)構(gòu)造成的材料浪費(fèi)，達(dá)到了更好的輕量化效果。

全新一代寶馬M3和M4就會應(yīng)用S58B30發(fā)動機(jī)。

這是寶馬在快速成型制造系統(tǒng)整合方面的里程碑式事件。寶馬集團(tuán)負(fù)責(zé)生產(chǎn)集成和試驗(yàn)工廠的高級副總裁Daniel Sch fer說：“快速成型制造等工藝幫助我們加快開發(fā)周期，讓我們的汽車更快地進(jìn)入系列成熟期。3D打印縮短零部件的生產(chǎn)時間，同時滿足嚴(yán)格的質(zhì)量要求?！?/p>

寶馬為勞斯萊斯古斯特開發(fā)的3D打印零件

自今年年中以來，寶馬集團(tuán)一直在為勞斯萊斯汽車增加新型材料部件。這些部件在全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中的不同環(huán)節(jié)和不同地點(diǎn)制造。

這些部件用于車身和乘客艙，具有高剛性。在寶馬集團(tuán)Landshut工廠，這些金屬部件通過激光束熔化制造。在生產(chǎn)中，金屬3D打印部件在一個完全自動化的過程中被安裝到車身上。

寶馬為勞斯萊斯古斯特開發(fā)的3D打印零件

事實(shí)上，3D打印雖然快捷又方便，但也不是一拍腦袋就能用上的。

在汽車開發(fā)早期階段，工程團(tuán)隊(duì)就確定了快速成型制造在零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用程度。根據(jù)不同車型的標(biāo)準(zhǔn)和要求，在數(shù)字化生產(chǎn)工具的協(xié)助下，這些標(biāo)準(zhǔn)和要求被定義并轉(zhuǎn)化為3D打印聽得懂的 “機(jī)器語言”。這標(biāo)志著寶馬集團(tuán)能夠更快、更早地確定哪些部件有可能通過3D打印生產(chǎn)。

寶馬為勞斯萊斯古斯特開發(fā)的3D打印零件

以前幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的零部件，對3D打印來說，易如反掌。

自今年6月起，寶馬集團(tuán)將全部快速成型制造技術(shù)集中到慕尼黑郊外的新制造園區(qū)。目前，該中心擁有80名員工，已經(jīng)運(yùn)行了約50套金屬和聚合物加工系統(tǒng)，另外還有50多套系統(tǒng)在世界各地的生產(chǎn)基地運(yùn)行。

通用成立3D打印“遞增產(chǎn)業(yè)化中心”

美國汽車制造商通用汽車近日宣布，該公司在美國底特律市郊的沃倫技術(shù)中心（Warren Tech Center）布設(shè)了24臺3D打印機(jī)，將致力于推動3D打印技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展。

通用遞增產(chǎn)業(yè)化中心

據(jù)悉，“遞增產(chǎn)業(yè)化中心”的發(fā)展目標(biāo)之一便是將3D打印產(chǎn)業(yè)化，徹底改變汽車的制造工藝、縮短開發(fā)時間、降低成本以及提升品質(zhì)。

過去數(shù)年，通用汽車在“遞增產(chǎn)業(yè)化中心”建設(shè)上投入大量資源。目前部署在該中心的24臺3D打印機(jī)已具備生產(chǎn)能力，支持通過激光燒結(jié)、熔融沉積、多噴射聚合等技術(shù)，將聚合物和金屬原材料制成所需的汽車零部件。

通用汽車傳統(tǒng)座椅支架與3D打印支架的比較。通過采用生成設(shè)計(jì)和3D打印，將支架從八個組件整合為一個組件

通用方面介紹，利用3D打印技術(shù)加工而成的汽車零配件具有傳統(tǒng)工藝所不能比擬的優(yōu)勢。例如，使用傳統(tǒng)加工工藝制作一個零配件，其生產(chǎn)時間動輒需要數(shù)周乃至數(shù)月，但利用3D打印技術(shù)僅需一天就可以完成定制環(huán)節(jié)，還能節(jié)省下大量能源成本及工具成本。

2018年通用采用3D打印制造工具節(jié)省了30萬美元

雪佛蘭 Corvette C8.R 賽車上的鋁制油箱和進(jìn)氣組件原本需要8個單獨(dú)的組件，但利用3D打印技術(shù)，8個組件將實(shí)現(xiàn)一體成型，并消除了相互間14條焊縫，整體重量也減輕了32%。

此外通用汽車還在德克薩斯州的阿靈頓裝配廠部署了3D打印機(jī)，輔以將近 100款手動工具，為雪佛蘭Tahoe、GMC Yukon、凱迪拉克Escalade等全尺寸SUV的制造提供支持。

凱迪拉克CT4-V和CT5-V的Blackwing版本將分別安裝四個3D打印部件

競爭？不存在的，只是為了更好的創(chuàng)新

跨國汽車公司越來越多地使用3D打印，不僅用于原型制作，而且還開發(fā)了最終用途的零件。至于多家公司紛紛公布其3D打印技術(shù)的應(yīng)用情況，這不是為了爭奪眼球，二手為了更好的自身創(chuàng)新。

雷諾將增材制造作為其新“Re-Factory”的重中之重，后者正在法國小鎮(zhèn)弗林斯制造。該工廠致力于通過回收和翻新車輛來減少浪費(fèi)，并提供3D打印備件服務(wù)。

同時，保時捷與機(jī)床制造商通快和汽車零部件公司MAHLE合作，為其911超級跑車的發(fā)動機(jī)提供3D打印活塞。通過使用AI引導(dǎo)的增材制造工藝，這些公司能夠?qū)⒔M件的重量減少10％，并能增加引擎效率。

在其他地方，F(xiàn)raunhofer IAPT的研究人員與菲亞特·克萊斯勒汽車公司合作，為其一輛跑車開發(fā)了3D打印的懸架零件。通過部署3D打印工藝，該團(tuán)隊(duì)得以將車輛的制動鉗集成到其輪架中，從而使其重量減輕了36％，并且更耐疲勞。