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變革尚且遠矣!理性看待汽車3D打印技術

星之球科技 來源:愛車大神2019-01-28 我要評論(0 )   

有這樣一個(ge) 名詞,它時常被冠以“顛覆”、“變革”的光環;有這樣一項技術,雖然已問世二十多年但卻在近年才滲透到汽車、醫療、消

有這樣一個(ge) 名詞,它時常被冠以“顛覆”、“變革”的光環;有這樣一項技術,雖然已問世二十多年但卻在近年才滲透到汽車、醫療、消費品等各個(ge) 領域,它就是3D打印。

幾年前,英國《經濟學人》雜誌曾將3D打印標榜為(wei) “第三次工業(ye) 革命”的標誌。而因其能夠將數字世界與(yu) 現實生產(chan) 結合得更為(wei) 緊密,因此近年來得以在汽車行業(ye) 廣泛應用。但是,隨著汽車科技化日益縱深,在汽車製造轉型升級的當下,3D打印是否真的是催動變革的關(guan) 鍵呢?

60秒速讀全文: 1、通俗地來說,3D打印就是通過電腦建模,用機器將打印材料以極薄的厚度通過逐層打印的方式來構造物體(ti) 的技術。 2、包括奔馳、本田、福特、大眾(zhong) 以及中國汽車品牌吉利等眾(zhong) 多車企都圍繞3D打印展開了積極探索。車企之所以如此積極擁抱3D打印技術,主要是因為(wei) 該技術一定程度上具有降低成本、縮短周期、個(ge) 性化定製、輕量化等優(you) 勢。 3、3D打印適合小批量、定製化生產(chan) ,但就汽車製造業(ye) 而言,其並非具有天然優(you) 勢。 4、因無法取代大規模標準化生產(chan) ,目前3D打印僅(jin) 是傳(chuan) 統製造的補充和創新,還談不上是對傳(chuan) 統製造模式的革命。

何為(wei) 3D打印?

其實,3D打印算不上是一項全新的事物。早在上個(ge) 世紀90年代3D打印就已經問世,與(yu) 普通打印機原理類似,隻不過3D打印機的“墨水”是金屬、陶瓷、塑料等材料。通俗地來說,3D打印就是通過電腦建模,用機器將打印材料以極薄的厚度通過逐層打印的方式來構造物體(ti) 的技術。

3D打印的優(you) 勢在於(yu) ,擁有更快的成型速度、更低的製造成本和更高的精度。利用3D打印技術,可以在數小時或數天內(nei) 製作出概念模型。另外,由於(yu) 其層層堆疊的特性,生產(chan) 形狀複雜、尺寸微細、難於(yu) 製造的零件也是它的強項。並且,通過選材和結構優(you) 化,3D打印產(chan) 品輕量化的優(you) 勢更加突出,也因此被廣泛應用於(yu) 航空領域。

『3D打印智能巴士Olli』

那麽(me) 這些特性對於(yu) 汽車而言又意味著什麽(me) 呢?汽車零部件的開發往往需要經過長時間的研發、開模、測試等多輪環節。而3D打印首先就減少了複雜零部件開發中的開模環節,極大地降低了汽車製造成本、縮短了研發周期。即便出現錯誤,也能隨時修改設計文件,而不必推倒重來。

此外,在個(ge) 性化時代,3D打印也為(wei) 人們(men) 定製自己喜歡的汽車零部件提供了可行性,而其輕量化的屬性更是契合電動車。可以說,3D打印促進了汽車生產(chan) 製造的創新能力。

3D打印在汽車行業(ye) 方興(xing) 未艾

以Strati和Urbee為(wei) 代表的3D打印汽車最先獲得了公眾(zhong) 廣泛的關(guan) 注,但這類產(chan) 品更大程度上傾(qing) 向於(yu) 展示,並不是所有部件100%的3D打印。

其實,寶馬很早就將3D打印零部件納入概念車研發體(ti) 係之中,過去10年寶馬利用3D打印技術生產(chan) 了100萬(wan) 個(ge) 零部件。甚至寶馬還投資了Carbon、Desktop metal等3D打印技術公司。

『寶馬i8(參數|詢價(jia) )』

2018年5月,正當寶馬宣布將投資1000餘(yu) 萬(wan) 歐元(約合人民幣7713.8萬(wan) 元)在德國建立全新的增材製造(3D打印)研發和生產(chan) 中心時,通用汽車也幾乎在同時宣布與(yu) 3D軟件專(zhuan) 家Autodesk合作,為(wei) 新車打造3D打印部件。通用希望到2023年將20種新型替代能源車添加到其產(chan) 品係列中,並通過3D打印實現數千甚至數萬(wan) 個(ge) 零部件的大規模生產(chan) 。

但其實,包括奔馳、本田、福特、大眾(zhong) 以及中國汽車品牌吉利等眾(zhong) 多車企都圍繞3D打印展開了積極探索。據稱,大眾(zhong) 汽車的工廠中已經擁有數十台3D打印機,用於(yu) 生產(chan) 結構複雜的零部件或原型。

其實,車企之所以如此積極擁抱3D打印技術,還是離不開該技術所帶來的降低成本、縮短周期、個(ge) 性化定製、輕量化等幾大優(you) 勢。例如,寶馬全新的MINI Yours個(ge) 性化定製產(chan) 品係列,像側(ce) 舷窗和內(nei) 飾飾條都能由客戶個(ge) 性化設計並通過3D打印生產(chan) 出來。通用所展示的一款3D打印不鏽鋼座椅重量比常規的輕了40%,強度提升20%,並且僅(jin) 需1個(ge) 部件,而在過去則需要來自多個(ge) 供應商的8個(ge) 零部件組成。

另外,根據《全球3D打印汽車市場分析與(yu) 發展趨勢——2025年行業(ye) 預測》,到2025年3D打印設備的應用將增長10%,其中大部分設備將被用於(yu) 轎車、卡車零部件的製造。知名的市場谘詢機構Frost&Sullivan所發布的一項調查中顯示,2025年汽車3D打印的市場規模有望達到43億(yi) 美元(約合人民幣291.8億(yi) 元)。

因此,3D打印技術本身的優(you) 勢以及未來的商業(ye) 前景給汽車業(ye) 帶來了廣闊的想象空間。

3D打印在汽車業(ye) 依然存在桎梏

雖然3D打印正在逐步走向消費市場,但航空和軍(jun) 工業(ye) 還是其集中應用領域。而無論是航空還是軍(jun) 工都是小批量、定製化的生產(chan) 模式,這也恰恰符合3D打印技術適合小批量、個(ge) 性化、輕量化生產(chan) 的特性。

但就汽車製造業(ye) 而言,客觀上來說,3D打印應用在汽車領域並非是其天生的強項。

在汽車領域,限製3D打印大規模應用的原因之一是成本。通過傳(chuan) 統開模生產(chan) 零部件的方式能夠實現“規模降本”。雖然開模成本很高,小批量生產(chan) 時每個(ge) 零部件分攤到的成本也比較高,但大批量生產(chan) 時其降本優(you) 勢就體(ti) 現了出來。3D打印則不存在規模降本的效應,反而是越小批量越經濟,而對於(yu) 汽車這樣年產(chan) 動輒幾十萬(wan) 輛規模的產(chan) 品而言,3D打印並沒有成本優(you) 勢。

『勞斯萊斯幻影』

北京紫晶立方科技有限公司聯合創始人張抗抗認為(wei) ,“就現階段而言,3D打印的製造成本還是非常高的,目前3D打印在汽車業(ye) 主要應用在對成本敏感度低的、小批量生產(chan) 的高端豪華車上。”以寶馬集團為(wei) 例,旗下全新勞斯萊斯幻影中已經使用了超過10000個(ge) 3D打印的零部件。

據張抗抗介紹,主機廠在應用3D打印技術時其實是“踩”住了降本的臨(lin) 界點,“以寶馬和惠普所達成的3D打印合作為(wei) 例,當年產(chan) 量低於(yu) 某一數值時,就采用3D打印技術,而年產(chan) 量突破這一數值時就會(hui) 采用傳(chuan) 統製造模式。”

除成本因素外,還有一個(ge) 問題也值得關(guan) 注。在汽車長達十數年的生命周期中,需要應對各種複雜的駕駛場景,包括顛簸、碰撞等等。有些3D打印的零部件在強度和耐久度等方麵還不到車規級的要求,尤其是底盤這類的關(guan) 鍵零部件還是需要依靠傳(chuan) 統製造工藝。

『3D打印汽車Strati』

並且,盡管眾(zhong) 多車企對3D打印展開了積極布局,但是真正落實到應用層麵的還比較少。國內(nei) 模型設計製作公司,上海霖立實業(ye) 發展有限公司總經理郭誌賦表示,“目前,汽車主機廠基本還是將3D打印技術用於(yu) 研發測試階段,甚至國內(nei) 很多大的車廠對3D打印還很陌生。在我們(men) 考察車企的過程中,一個(ge) 很大的主機廠的高級工程師竟然還不知道3D打印能幹啥。” 催動汽車製造變革?“力道”仍不足

《經濟學人》曾將3D打印技術推到了輿論的頂點。尤其是近年,隨著3D打印汽車的亮相,以及奔馳、寶馬等知名車企擁抱3D打印的動作日益加速。似乎,3D打印來勢凶猛。

但集眾(zhong) 多優(you) 點於(yu) 一身的3D打印技術是否真能夠實現“汽車越來越便宜”、“想要什麽(me) 樣就什麽(me) 樣”、“買(mai) 車分分鍾的事”這樣的美好願景呢?尤其是在強調個(ge) 性化體(ti) 驗的智能汽車時代,3D打印又能否引領一場汽車製造的革命呢?

從(cong) 3D打印技術的優(you) 勢可以看出,它在生產(chan) 周期、成本和個(ge) 性化方麵取得了一個(ge) 新的平衡,更大程度上的釋放了想象力,可以說是製造思想的重大變革。然而,在工業(ye) 製造領域,傳(chuan) 統製造模式大批量、低成本的優(you) 勢是3D打印所不具備的。這也就決(jue) 定了3D打印是對傳(chuan) 統製造的補充和創新,還到不了“汽車製造模式變革”的高度,因為(wei) 現階段它無法取代大規模標準化生產(chan) 。

『3D打印水泵葉輪』

在張抗抗看來,雖然3D打印看起來向汽車領域滲透得越來越快,但其實離大規模量產(chan) 還有很大的差距。現在來看,3D打印在整個(ge) 製造業(ye) 中的占比還僅(jin) 有萬(wan) 分之一。3D打印隻能說是改進了製造工藝,提高了某些環節的效率,但現階段來看談不上“革命”。

郭誌賦對此也有類似的看法,他認為(wei) 3D打印不會(hui) 成為(wei) “工業(ye) 4.0”或者是“中國製造2025”的主導,更談不上引領產(chan) 業(ye) 變革。最大的可能是使幾個(ge) 特定的產(chan) 業(ye) 有了較大的變化,同時滲透進各行各業(ye) ,為(wei) 原來的產(chan) 業(ye) 添磚加瓦,“未來一定是‘某行業(ye) +3D打印’,而不是‘3D打印+某行業(ye) ’。”

全文總結:3D打印並不是一項完全新的技術,它雖能優(you) 化傳(chuan) 統製造工藝,但還取代不了傳(chuan) 統製造。我們(men) 對於(yu) 這類事物應該保持理性的態度、冷靜的思考,畢竟汽車行業(ye) 已經太過浮躁。

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