3D打印汽車行業(yè)分析報(bào)告

（最全版）正文3D打印又稱“增材制造”技術(shù)，屬于快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐局打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)先使用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)三制造方式發(fā)展經(jīng)歷了等材制造、減材制造、增材制造三個(gè)階段。等材制造，是指通過鑄、鍛、焊等方式生產(chǎn)制造產(chǎn)品，材料重量基本不變，這已有3000多年的歷史。減材制造，是指在工業(yè)革命后，使用車、銑、刨、磨等設(shè)3D打印技術(shù)是在有了計(jì)算機(jī)以后出現(xiàn)的一種數(shù)字制造技術(shù)，在計(jì)算機(jī)的精確控制下，一層層地往上增加材料，最終制造一個(gè)零件，首先通過計(jì)算機(jī)把這個(gè)零件微分，先把它分解成厚度是δ無限小的接近無窮多的片層，把三維的問題變成二維的，不管零件有多復(fù)雜，不管什么三維形狀，切片成二維圖形，一層層往上生長，每一層的厚度非阻力，而三輪車設(shè)計(jì)也是基于這一點(diǎn)的考慮。在動(dòng)力方面，Urbee采用的是混合動(dòng)力系統(tǒng)，兩臺(tái)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)使用的是乙醇燃料。電池則可以通過Urbee頂部的太陽能面板充電，總之一切都是為了最大程加上組裝時(shí)間，只需三天就能造出Strati，生產(chǎn)效率大大提升。除了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架、電池、輪胎、車輪、線路、電動(dòng)馬達(dá)和擋風(fēng)玻璃外，包括底盤、儀表板、座椅和車身在內(nèi)的余下部件均由3D打印機(jī)打印，所用材料為碳件定制服務(wù)。這項(xiàng)服務(wù)使得預(yù)算有限的車主也能像擁有奢華轎車及跑車的巨富們一樣定制自己的汽車。不過這項(xiàng)服的消費(fèi)者可以從中任選一種。他們還可以在網(wǎng)上進(jìn)一步完善該設(shè)計(jì)，以達(dá)到他們想要的效果。通過采用美國公司業(yè)、航天航空、軍事、醫(yī)療等。工業(yè)行業(yè)眾多，為了滿足不同行業(yè)的需求，3D打印應(yīng)用越來越業(yè)，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有許多不同的3D批量生產(chǎn)的汽車上還沒有應(yīng)用。究其原因，一方面汽車零件生產(chǎn)目前以模具為主，因?yàn)榫痛笈可a(chǎn)來說，模具的印技術(shù)仍存在的缺漏，3D打印在汽車行業(yè)的未來發(fā)展趨勢偏向于研發(fā)出機(jī)械性能更好的材料，讓打印成型速度更快，打印材料更便宜，打印零件的表面質(zhì)量更好。隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟和3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，讓人們對于功能與形式的完美統(tǒng)一有了實(shí)現(xiàn)的可能，就汽車設(shè)計(jì)這一領(lǐng)域而言，該項(xiàng)技超乎現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)都可以依托這一技術(shù)得到完美的體現(xiàn)。同時(shí)，隨著當(dāng)前社會(huì)科技的高速發(fā)展以及人們審美需求的不因此，3D打印技術(shù)作用于汽車造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域，汽車造型逐漸走向多元化，眾多有關(guān)審美和功能的要素，所謂的“有機(jī)設(shè)計(jì)”，是一種由客觀自然現(xiàn)實(shí)而生成的設(shè)計(jì)方法。在3D打印技術(shù)被發(fā)明出來之前，自然界所存在的很多不可思議的形象無法為人類所模仿和利用，或者說僅靠當(dāng)時(shí)的機(jī)械科技水平難以有所作為，因此長久以來，有機(jī)設(shè)計(jì)理念只能存在于人類的構(gòu)想之中。但是隨著人類對大自然的不斷探索與挖掘，其內(nèi)在的諸多規(guī)律、算法與定理開始為人類所總結(jié)、所概括，而3D打印技術(shù)的誕生更是將人類對于自然事物的模擬又向前當(dāng)前在造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域，引入“有機(jī)設(shè)計(jì)”較多的是建設(shè)設(shè)計(jì)行業(yè)，比如彰顯原生態(tài)曲線和自然形狀的建筑，不為直線和棱角所框定的造型。進(jìn)入信息工業(yè)時(shí)代，汽車行業(yè)在有機(jī)設(shè)計(jì)以及3D打印技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)作下，誕生了諸多融合環(huán)保、工藝以及原生態(tài)造型的藝術(shù)設(shè)計(jì)，例如寶馬概念超跑I8，其造型上的概念便源自于自然界的蟬翼，整“設(shè)計(jì)”，其深層意義就在于從自然生態(tài)之中提取素材，通過人類的理性化創(chuàng)作與生成，實(shí)現(xiàn)依托工業(yè)原材料的加3D打印技術(shù)誕生之后，設(shè)計(jì)師從大自然給予的素材當(dāng)中獲取靈感，進(jìn)行草圖創(chuàng)作，在確立了初步的方案之后，已然成為一種橋梁，成功架構(gòu)起了自然有機(jī)世界從概念上說，生成設(shè)計(jì)是基于數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)背景所生成的一種全新的設(shè)計(jì)方法;在操作上指的是通過計(jì)算機(jī)程序，它需要設(shè)計(jì)時(shí)從這些檔案中優(yōu)先選擇適合的結(jié)果利用3D打印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。的膠水以及黏貼工具，反而是使用了一種耐用的高分子聚合材料，并且結(jié)合一種全新的計(jì)算法則，成型后投入加工生產(chǎn)，同時(shí)優(yōu)化了鞋子的外觀與造型。而這種想法作用于汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域，不僅突破了人類固有的思維模式，而且對3D打印技術(shù)作為生成設(shè)計(jì)主要的表達(dá)手段與工具，不僅能夠滿足人們對汽車造型在外觀上日漸多變的追求形態(tài)，而且有助于打破成本和技術(shù)難度所帶來的局限，讓人們以自由的心態(tài)去實(shí)現(xiàn)或者超越內(nèi)心當(dāng)中一切有關(guān)于不對稱、錯(cuò)位、不規(guī)則、折疊甚至是扭曲等一系列數(shù)字網(wǎng)絡(luò)時(shí)代頻發(fā)的現(xiàn)代化語言。例如2014年在美國拉斯維加斯所舉辦的國家消費(fèi)電子大賽，就有法國汽車公司依托3D打印技術(shù)所設(shè)計(jì)出的智能自動(dòng)識(shí)別外形，更能夠?qū)崿F(xiàn)智能識(shí)別的無人駕駛功能，依托系統(tǒng)內(nèi)部生成的線路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)減速、加速以及調(diào)整策略，綜上所述，3D打印技術(shù)的誕生，對汽車造型設(shè)計(jì)產(chǎn)生了十分重要的影響，其不僅打破了傳統(tǒng)工藝以及機(jī)械發(fā)展水平給造型本身帶來的局限性，而且返璞歸真、依托自然現(xiàn)實(shí)生成了諸多有機(jī)設(shè)計(jì)的汽車造型，實(shí)現(xiàn)了藝術(shù)與技術(shù)、審美與功能的統(tǒng)一。同時(shí)，隨著人類社會(huì)科技的不斷向前推進(jìn)發(fā)展，今時(shí)今日的汽車造型在3D打印技術(shù)用與推動(dòng)下，仍然走在一條不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新的道路之上，豐富人們的審美意識(shí)，提升人們的生活質(zhì)量，為人類3D打印技術(shù)在汽車整車領(lǐng)域的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面：汽車早期研發(fā)階段，與其他產(chǎn)品一樣，需要重復(fù)打樣、裝配等過程，如果開模制造成本太高、效率不高，傳統(tǒng)數(shù)控加工方式又往往滿足不了復(fù)雜構(gòu)件打樣的要求，3D打印則可以保證效率、低成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)充分展示因其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢，3D打印已被越來越多地運(yùn)用到司和整車開發(fā)公司，普遍都設(shè)有專門的汽車試制部門或委托了專門的汽車試制公司，來完成概念車、驗(yàn)證車和試驗(yàn)用車的制造，然后對車型外觀、動(dòng)力傳動(dòng)配置、結(jié)構(gòu)合理性和整體平衡性等進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)會(huì)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)高品質(zhì)的改裝件售價(jià)不菲，一塊進(jìn)氣格柵需要數(shù)千元，而一套個(gè)性化輪轂常常要價(jià)三四萬元，盡管國內(nèi)改裝車3D打印技術(shù)在儀器儀表中的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面：(1)無需模具制造，大幅減少手工環(huán)節(jié)與半成品過程，從而提高效率，降低損耗;(2)對于批量小、品類多的儀器儀表產(chǎn)品3D打印技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面：(2)直接3D打印出可以用于生產(chǎn)的模具或模具部件，如注塑模3D打印技術(shù)在電子電器領(lǐng)域中的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面：(1)設(shè)計(jì)溝通、設(shè)計(jì)展示，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)早期，就使用3D打印設(shè)備快速制作足夠多的模型用于評估，不僅節(jié)省時(shí)汽車零部件的種類和形狀結(jié)構(gòu)是繁多和復(fù)雜的，因此在對汽車零部件進(jìn)行開發(fā)的時(shí)候，用來研究和測試的時(shí)間是較多的。而在3D打印技術(shù)的幫助之下，開發(fā)周期和成本能夠得到降低，生產(chǎn)效率能夠得到提高，從而使得低成3D打印技術(shù)在汽車維修行業(yè)的一個(gè)較為突出的優(yōu)勢就是對零部件的定制，其流程如下。對零部件生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)和三維數(shù)字模型文件進(jìn)行保留，有需要時(shí)直接對其進(jìn)行使用。通過3D打印機(jī)和電腦進(jìn)行連接之后，就可以打印這些零部件了，然后將其投入使用。除此之外，如果加工出來的零部件不合適或者需要進(jìn)行修改，那么只需要對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，然后就可以進(jìn)行修改并使用了。3D打印技術(shù)在材料方面的需求并生產(chǎn)出來的汽車零部件不僅重量等到了降低，同時(shí)還能對零部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。因此想要實(shí)現(xiàn)汽車零部件的輕際應(yīng)用，以上述七大概念車為例，3D打印組件僅占整車中很小的一部分，而且還是非承力件。因此為，3D打印汽車更多的是在宣傳一種技術(shù)然而，3D打印作為一項(xiàng)新興技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)越性，依然在汽車業(yè)中有著許多成功的應(yīng)用案例。下面從汽車在汽車設(shè)計(jì)階段，3D打印可快速制作概念模型和功能原型，在產(chǎn)品研發(fā)初期大大縮短從而縮短汽車的研發(fā)周期，并盡可能地降低由于設(shè)計(jì)方面的原因而造成的成本浪費(fèi)。例如，蘭博基尼采用3D打印在汽車制造階段，汽車的外飾包括車燈、保險(xiǎn)杠、徽標(biāo)、擋泥板等，汽車的內(nèi)飾包括聲學(xué)系統(tǒng)、方向盤、儀表汽車消費(fèi)階段，也就是說汽車進(jìn)入消費(fèi)者手中，廠商需要對術(shù)可謂大展身手。比如，保時(shí)捷采用3D打印技術(shù)為經(jīng)典汽車生產(chǎn)零備件，奔馳公司采用3D打印的零部件修復(fù)20能源汽車的創(chuàng)新、市場、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級等問題進(jìn)行研討。近幾年來，我國的新能源汽車產(chǎn)銷量持續(xù)增長，而新能源輕量化：世界各國為提高車輛燃油效率，減少二氧化碳的排放量，紛紛制定法律法規(guī)，以促進(jìn)改善環(huán)境。在全世界節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的大背景下，汽車輕量化成為汽車行業(yè)發(fā)展的重要方向之一。智能化：汽車產(chǎn)業(yè)的智能化可分為兩個(gè)方面，智能制造和智能駕駛。智能制造是制造業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，汽車行業(yè)自然也不例外。華為5G+C-V2X車載通信技術(shù)的開發(fā)，為智能駕駛提供了新的技術(shù)保障，未個(gè)性化：個(gè)性化定制彰顯個(gè)性魅力，滿足不同消費(fèi)者的個(gè)性需求，將是未來汽車開發(fā)的方向之一。在傳統(tǒng)生產(chǎn)汽車構(gòu)造的重新設(shè)計(jì)：有人曾經(jīng)設(shè)想，電動(dòng)汽車的研發(fā)，取代了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，整個(gè)汽車的構(gòu)造發(fā)生了重大變復(fù)雜構(gòu)件的制造：汽車輕量化不僅可以從使用輕型材料來實(shí)現(xiàn)，還可以從復(fù)雜構(gòu)件的設(shè)計(jì)上達(dá)到減輕重量的目私人定制：汽車在保障必要功能的前提下，其外觀和個(gè)性需求受到消費(fèi)者的重視，也是爭奪市場的有利武器，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本：3D打印在未來汽車研發(fā)階段的應(yīng)用就不僅僅是單個(gè)零部件的試制，而是整個(gè)車的結(jié)構(gòu)、布局的研發(fā)，大概還沒人知道未來汽車是什么樣子，誰能占領(lǐng)3D打印技術(shù)的制高點(diǎn)，誰就能用最低的而3D打印技術(shù)打破了這一瓶頸限制。3D打印在的成本來滿足不同客戶的個(gè)性化需求，這些個(gè)性化設(shè)計(jì)包括車型、車飾等等。例如圖2這款造型可愛的汽車，會(huì)受術(shù)日漸成熟之后，3D打印所能提供的零件種類會(huì)越來越多，今后在整個(gè)零件供應(yīng)鏈中，尤其是已經(jīng)停產(chǎn)的車型，可能將不再有實(shí)物零件的存儲(chǔ)，而只要保留各零部件的相關(guān)數(shù)據(jù)，需要時(shí)打印就可以了一般在流水線生產(chǎn)下，一輛汽車的生產(chǎn)時(shí)間大約為10個(gè)小時(shí)，而且由能用于汽車制造的3D打印機(jī)成本都相當(dāng)高，至少得數(shù)十萬美元每臺(tái)，這還不包括存在的損耗率問題，因此，使用風(fēng)險(xiǎn)，出于安全考慮，很多3D打印汽車都會(huì)內(nèi)置鋼結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件?，F(xiàn)階段來說，要與有著近百年安全經(jīng)驗(yàn)積累的傳也許在我們的慣性思維里，3D打印出的零部件多應(yīng)運(yùn)用于結(jié)構(gòu)或框架件上，可布加迪卻說不一定。這臺(tái)價(jià)值前重量為4.9kg的鋁制部件相比重量減輕40%但強(qiáng)度更強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了處于物理極限的性能數(shù)據(jù)。打印每個(gè)鈦制動(dòng)卡MINI從來就是自由和個(gè)性的代名詞，你會(huì)發(fā)現(xiàn)原來自己可以自由個(gè)性得更徹底一點(diǎn)。尋找一些老款車型的非常換配件實(shí)屬難事，換在以前可能得滿世界的去查找?guī)齑?、調(diào)貨運(yùn)輸……打印。除了生產(chǎn)的靈活迅速之外，與常規(guī)壓鑄鋁部件相比，這個(gè)打印外殼幾乎可提供近100%的密度和更高的材料這個(gè)Q萌的全電動(dòng)面包車雖然看長相就是一款不太可能量產(chǎn)的概念車，不過其概念即使放在今天都有其獨(dú)到這可太酷了，除了車身可以打印出自家LOGO甚至廣告以外，車廂內(nèi)也可以就開始進(jìn)入3D打印領(lǐng)域的研究，早已掌握了快速生產(chǎn)高精密度零件的制造技術(shù)。在BMW官網(wǎng)，你甚至可以下載幾乎每一支汽車廣告都在宣揚(yáng)自己的年輕態(tài)，試圖打動(dòng)雖然剛剛崛起但卻勢頭強(qiáng)勁的新生Gen-Z世代的消費(fèi)車北美的設(shè)計(jì)師和工程師進(jìn)行了為期兩年的合作，創(chuàng)新出了這輛00后屬性十足的概念車：uBox。其中，空調(diào)出風(fēng)當(dāng)年，這款豪華SUV概念車憑借其全新的美學(xué)設(shè)計(jì)語言、巨大的舒適性及娛樂性的全面提升，給人們帶來極為了深刻的印象。Telluride的方向盤、儀表板以及車門裝飾條都運(yùn)用與絕大多數(shù)汽車制造商對3D打印的運(yùn)用方向不同，這兩位大眾的工程師忙著打印的不是應(yīng)用于原型類似的例子不勝枚舉，通過大眾的例子讓我們看到3D打印從另量身定制越來越精巧的工具，而且也使汽車設(shè)計(jì)師與工程師們可以放膽將車輛功能和性能作為設(shè)計(jì)的主要驅(qū)動(dòng)力，如今，每個(gè)行業(yè)似乎都處于變革之中，汽車行業(yè)也不例外。我們將很多注意力放在自動(dòng)駕駛上，并且我們有足從表面上看，幾十年來汽車看起來并沒有真正改變。更少的鰭片和更多的安全功能，如安全氣囊和ABS制動(dòng)然而，隨著技術(shù)的快速發(fā)展，我認(rèn)為3D打印(增材制造)將從根本上改變汽但3D打印汽車會(huì)成為主流嗎？如果我們談?wù)摰氖巧a(chǎn)數(shù)百萬輛汽車，那么除了打印幾個(gè)零件并將它們用螺栓連接在一起之外，還有很多其他內(nèi)容。我跟3D打印行業(yè)最具代表性的人物之一AviReichental談?wù)撨^。12年產(chǎn)設(shè)備、夾具和儀表。從這些簡單的工作中，每個(gè)工廠可以節(jié)省數(shù)十萬美元，這是非常重要的?！苯鸬墓こ探饘俅蛴∽罱K零件和產(chǎn)品，實(shí)用性非常廣泛，生產(chǎn)力水平可以接受，投資回報(bào)具有吸引力。”“更重要的是，”他繼續(xù)說道，“對于汽車行業(yè)而言，它可以讓您利用生成設(shè)計(jì)和拓?fù)鋬?yōu)化等新功能，從而使您可以輕松實(shí)現(xiàn)輕量化部件，并將組件簡化為更少的部件，從而實(shí)現(xiàn)更輕量化?！被冗@更深刻?！霸诮酉聛淼膸啄曛?，將有一場大規(guī)模的比賽，想象一下車輛的未來，”他解釋道，“它會(huì)成為電動(dòng)汽車嗎？自動(dòng)EV？車輛的作用是什么？在這一時(shí)期，車型的激增可能會(huì)翻兩番，而每個(gè)玩家都試圖與眾不同?！闭l將要制造汽車？如果不再需要大規(guī)模生產(chǎn)，這是否意味著每個(gè)角落都有體貼的流行汽車商店？“很有可能我們將有數(shù)百家汽車制造商，你購買B公司的的供應(yīng)鏈，更簡單的物流，他們將