3D打印汽车：是噱头还是技术革命
？

最近两年，3D打印技术成为一时热门
，从3D打印食品
，到3D打印衣服，再到3D打印的汽车
、飞机
、火箭层出不穷。在汽车行业，美国的设计公司KOR Ecologic
、数字制造商RedEyeOn Demand以及3D打印制造商Stratsys合作完成了第一款用3D打印制造的高燃油效率混合动力车Urbee 2。

世界上第一款采用3D打印零部件制造的电动汽车“Strati”更是在44小时内就打印完成
。

那么，未来我们开的汽车会是3D打印机打印出来的吗？3D打印技术会如何影响汽车制造业呢？

什么是3D打印

？

普通打印机用一个一个小点的点阵拼成图案
，这些小点颜色不同，位置不同
，这些点集合起来最后就构成了画面。

而3D打印机，则在普通打印机的原理上多了一步。它先是用类似普通打印机的原理，打出来一个个平面。然后把这些平面一层层累积起来
，就构成了立体的物体
。

就像小孩玩的乐高玩具
，要用乐高玩具拼出一个圆柱体，那么就先拼成一个小圆饼，然后若干个小圆饼重叠起来就是一个圆柱体。3D打印也是类似的原理
。一个个小点打出一个平面
，若干个平面重叠起来组成一个物体。这就是3D打印的原理。

3D打印的优势和弱点

在现代工业条件下

，我们加工一个零件也好
，做一个模型也好，都需要一个先制造一个模具。但制造这个模具的成本很高，不到一定的批量就不值得

。或者是用数控机床直接在毛胚料上加工
，但是这个方法会浪费掉很多毛胚材料，而且很慢很贵，加工费用以小时计算。

另外，这两者对于造型特别复杂、精度要求高的零件，加工都会非常困难

，加工所需时间也会非常长。

而3D打印是一层层积累起来，无论造型多复杂的零件，对于3D打印来说
，也是一层层平面，打印难度没有任何区别。

这就如同我们用笔画一个肖像很难，但是打印机一个个点来打印照片
，几秒就可以完成，而且效果非常出色

，因为对打印机来说
，打印复杂的照片和打一个纯色块原理是一样的。

因此
，对3D打印机来说，造型复杂的物体和最简单的立方体、圆柱体是一样的
，而且材料更节省。可以方便快捷并精确地制造造型复杂的物体，这就是3D打印的最大优势。

然而，如同打印的成本要高于印刷的成本一样
，对于大批量制造的产品而言
，3D打印的成本要远远高于模具冲压
、浇铸、注塑批量生产的成本。

理论上
，可以通过3D打印的方式，制造一辆汽车的外壳，但是这种方式制造出来的汽车价格高的离谱，根本没有竞争力。

此外，3D打印的材料也有很多限制。3D打印所用的能够快速成型的粉末金属、塑料、陶瓷、砂子颗粒等材料 ，在成型之后，其性能是有限的。强度、硬度、抗腐蚀、抗冲击这些指标未必能达到实用性的要求
。做模型做个样子可以，真正应用到产品上，要经受住使用环境的严酷考验则不那么容易
。

3D打印技术的这些缺陷限制了3D打印技术的应用范围
。

3D打印技术对汽车行业的影响

虽然3D打印汽车已经逐渐兴起
，但仍旧存在着许多亟待解决的问题。首先，相较传统汽车制造业而言，生产周期和产能还是较低
，很难大规模量产。此外，由于需要考虑到安全性等因素，原材料品质与成本因素很难平衡
，导致单车生产成本过高也制约着现阶段3D汽车的商业化
。

不过就现阶段而言

，3D打印在汽车领域也已经有了很好的应用
。除了整车3D打印技术外，已经有两个领域开始了应用阶段
：

设计领域
，由于3D打印的快速成型特性，汽车厂商可以应用于汽车外形设计的研发
。相较传统的手工制作油泥模型，3D打印能更精确的将3D设计图转换成实物
，而且时间更短
，提高汽车设计层面的生产效率
。目前许多厂商已经在设计方面开始利用3D打印技术
，比如不久前我们曾经参观的奔驰设计中心。

零部件领域
，3D打印技术还能快速的生产造型复杂的产品

，而汽车零部件正是。在传统汽车制造领域
，汽车零部件的开发往往需要长时间的研发
、测试
。

从研发到测试阶段还需要制作零件模具，不仅时间长，而且成本高。当存在问题时，修正零件也需要同样漫长的周期。而3D打印技术则能快速制作造型复杂的零部件，当测试出现问题时，修改3D文件重新打印即可再次测试
。可以说
，3D打印技术让未来零部件的开发成本更低，效率更高。

3D打印整车很难在近期改变我们的生活，但3D打印在以上两个领域将在短时间内让消费者从中受益。研发阶段成本的降低、效率的提高将为消费者带来更高品质的汽车产品，同时价格也将更实惠
。

未来在汽车领域的发展道路

相信很长一段时间，未来3D打印汽车就像我们之前提到了“攒电脑”这个概念，“机箱”也就是整体外观造型，能提供不同样式以供消费者彰显个性;至于“主板”
、“内存”这些内部部件，则提供不同样式的3D打印产品供选装;动力总成等核心部件，则可采购传统制造商的产品。虽然短时间内3D打印很难在成本方面有大的突破
，但相信“定制化”的产品概念还是能吸引不少消费者的买单，另辟蹊径的生产模式或许让3D打印汽车的商业化并不遥远。

当然
，真正实现定制化生产并将其商业化，3D打印汽车还有不少路要走。首先要设计好不同部件的兼容性，消费者选择选装件时也能快速完成拼装；另外，之前我们提到的安全性，不光是碰撞安全，还要兼顾个性化外观可能对行人的伤害等等;最后要考虑的就是法律因素了
，繁杂的样式对于合法上路提出了严峻的挑战。

未来终级解决方案则是100%3D打印。当汽车能100%实现3D打印时，才是3D打印汽车的终极阶段

。当然，像发动机、电子设备这些部件等短时间内采用3D打印技术的可能性不大，抛开成本因素，材料能耐受的工作温度及强度也需要检验
。不过随着科技的发展
，核心部件的打印未必就不能实现
，未来3D打印或许真的能成为私人造车机器。到那时，完成一辆属于自己的车，或许就像组装一个汽车模型一样简单
。

由此

，我们可以看出，3D打印技术的发展的确为汽车生产的发展带来了积极的影响。但说3D打印将带来汽车业的变革还为时尚早。受到成本、材料、等方面的制约，3D打印技术从目前到很长一段时间内，应用的范围都将朝着我们所说的小规模定制化发展。至于3D打印在汽车领域的大规模商业化
，或许需要很长时间才能到来。

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：Kris