3D打印技术在汽车行业应用

刘杏，赵灿

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

1 三维打印的分类

近年来，被誉为“第三次工业革命代表性技术”的三维打印技术，正慢慢走入我们的工业、商业以及个人应用等诸多领域。与此同时中国正逐渐成为全球最大的汽车生产与消费市场，对于中国汽车产业的发展来说，这既是机遇，也充满挑战。当三维打印技术与汽车产业结合在一起，又将会给我们带来怎样革命性的创新？

三维打印技术，最早诞生于20世纪80年代，传统称之为快速成型技术、区别于做减法的去除式制造技术，它是一种做加法的增材料制造技术。它以三维数据为输入，以塑料、金属、陶瓷等为原材料，以专业的制造设备为工具，以逐层制造并层层堆积为过程，最后，以三维实物为输出。

以下列举几类三维打印的原理及优缺点，参见表1。

表1

2 三维打印的优势

三维打印在汽车设计和生产方面也具有非常突出的优势，主要体现在以下几个方面：

（1）节省时间与成本：生产成本低，同时也降低时间成本。

（2）更加复杂的设计：可以设计更加独特的外部造型和更加复杂的内部结构。

（3）可以满足小批量定制生产:几件或者几十件不同的设计可以同时制造。

（4）使设计创新更加灵活多变：设计驱动制造，自由化设计参数。

三维打印作为一种全新的制造技术，现在在汽车上无论是内饰、外饰、结构件还有功能键上都有了成功应用的案例。

以下列举五大创新应用解决方案。

（1）快速样件：通过快速的设计验证与装配测试，缩短产品研发周期。图1 为某车型仪表护面的快速样件。

图1

（2）复杂模具：结构复杂的产品，使用三维打印生产模具，可以缩短开模时间和成本，提高生产效率，图2为某车型的大灯总成，打印后镀铬即可用。

图2

（3）轻量化：通过材料应用和结构设计，有效减轻重量，图3为轻量化后的某拉杆。

图3

（4）小批量的定制：通过不同设计的有效组合，降低小批量定制的成本，图4为不同造型遥控钥匙，不同的设计同时加工，还可以小批量化生产。

图4

（5）创新设计：通过打破传统思维局限，推动设计的革命性。

图5

图5 为某车型工作灯组的异形支架。

三维打印之所以受到人们如此重视，焦点并非是这项技术的本身，而是它可能引发的社会和经济变革。

3 三维打印对企业发展的影响

三维打印在企业发展层面的潜在优势是，1.企业可具备快速提供价格合理且符合个性化需求的能力，无需拥有已经制造出来而没有售出的物品仓库，实现真正意义上的零库存。2.设计人员可以通过三维打印快速生产样件和模具，大大减少设计周期和成本，而且还可以大大避免设计错误。3.三维打印的优势还在于产品的设计灵活性和个性化定制的便利性，使设计人员不拘泥于现有模具和成本的限制，大胆创新，客户也使自己的个性化需求更加充分的体现。

4 结束语

由于增材料制造技术适合复杂和难加工材料构件、不需要重型锻造工业基础设施和模具、设计周期短、材料利用率高等独特的优点，在汽车制造业中显示出不可代替的作用和广阔的应用前景，成为国际前沿的研究热点和重要的主攻方向。我门也应该抓住增材料制造技术发展契机，紧跟时代发展的步伐，积极响应更新，更先进的设计生产理念，在提高生产效率的同时还能降低生产成本，而且还能减少资源的消耗和浪费，保护环境，使人们和子孙后代能够生活的更好。

参考文献

[1] 刘厚才,莫健华,刘海涛.三维打印快速成型技术及其应用[J].机械科学与技术.2008（9）.

[2] 陈步庆,林柳兰,陆齐,等.三维打印技术及系统研究[J].机电一体化.2005（4）.

[3] 张曙,金天拾,黄仲明.三维打印的现状与发展前景[J].机械设计与制造工程,2013.

[4] 卢秉恒,李涤尘.增材制造（3D打印）技术发展[J].机械与自动化，2013.