3D打印技術在汽車行業應用

劉杏，趙燦

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

1 三維打印的分類

近年來，被譽為“第三次工業革命代表性技術”的三維打印技術，正慢慢走入我們的工業、商業以及個人應用等諸多領域。與此同時中國正逐漸成為全球最大的汽車生產與消費市場，對于中國汽車產業的發展來說，這既是機遇，也充滿挑戰。當三維打印技術與汽車產業結合在一起，又將會給我們帶來怎樣革命性的創新？

三維打印技術，最早誕生于20世紀80年代，傳統稱之為快速成型技術、區別于做減法的去除式制造技術，它是一種做加法的增材料制造技術。它以三維數據為輸入，以塑料、金屬、陶瓷等為原材料，以專業的制造設備為工具，以逐層制造并層層堆積為過程，最后，以三維實物為輸出。

以下列舉幾類三維打印的原理及優缺點，參見表1。

表1

2 三維打印的優勢

三維打印在汽車設計和生產方面也具有非常突出的優勢，主要體現在以下幾個方面：

（1）節省時間與成本：生產成本低，同時也降低時間成本。

（2）更加復雜的設計：可以設計更加獨特的外部造型和更加復雜的內部結構。

（3）可以滿足小批量定制生產:幾件或者幾十件不同的設計可以同時制造。

（4）使設計創新更加靈活多變：設計驅動制造，自由化設計參數。

三維打印作為一種全新的制造技術，現在在汽車上無論是內飾、外飾、結構件還有功能鍵上都有了成功應用的案例。

以下列舉五大創新應用解決方案。

（1）快速樣件：通過快速的設計驗證與裝配測試，縮短產品研發周期。圖1 為某車型儀表護面的快速樣件。

圖1

（2）復雜模具：結構復雜的產品，使用三維打印生產模具，可以縮短開模時間和成本，提高生產效率，圖2為某車型的大燈總成，打印后鍍鉻即可用。

圖2

（3）輕量化：通過材料應用和結構設計，有效減輕重量，圖3為輕量化后的某拉桿。

圖3

（4）小批量的定制：通過不同設計的有效組合，降低小批量定制的成本，圖4為不同造型遙控鑰匙，不同的設計同時加工，還可以小批量化生產。

圖4

（5）創新設計：通過打破傳統思維局限，推動設計的革命性。

圖5

圖5 為某車型工作燈組的異形支架。

三維打印之所以受到人們如此重視，焦點并非是這項技術的本身，而是它可能引發的社會和經濟變革。

3 三維打印對企業發展的影響

三維打印在企業發展層面的潛在優勢是，1.企業可具備快速提供價格合理且符合個性化需求的能力，無需擁有已經制造出來而沒有售出的物品倉庫，實現真正意義上的零庫存。2.設計人員可以通過三維打印快速生產樣件和模具，大大減少設計周期和成本，而且還可以大大避免設計錯誤。3.三維打印的優勢還在于產品的設計靈活性和個性化定制的便利性，使設計人員不拘泥于現有模具和成本的限制，大膽創新，客戶也使自己的個性化需求更加充分的體現。

4 結束語

由于增材料制造技術適合復雜和難加工材料構件、不需要重型鍛造工業基礎設施和模具、設計周期短、材料利用率高等獨特的優點，在汽車制造業中顯示出不可代替的作用和廣闊的應用前景，成為國際前沿的研究熱點和重要的主攻方向。我門也應該抓住增材料制造技術發展契機，緊跟時代發展的步伐，積極響應更新，更先進的設計生產理念，在提高生產效率的同時還能降低生產成本，而且還能減少資源的消耗和浪費，保護環境，使人們和子孫后代能夠生活的更好。

參考文獻

[1] 劉厚才,莫健華,劉海濤.三維打印快速成型技術及其應用[J].機械科學與技術.2008（9）.

[2] 陳步慶,林柳蘭,陸齊,等.三維打印技術及系統研究[J].機電一體化.2005（4）.

[3] 張曙,金天拾,黃仲明.三維打印的現狀與發展前景[J].機械設計與制造工程,2013.

[4] 盧秉恒,李滌塵.增材制造（3D打印）技術發展[J].機械與自動化，2013.