盡管3D打印技術(shù)在汽車零部件制造中尚未實現(xiàn)大規(guī)模普及(除高端賽車外,普通量產(chǎn)車型應(yīng)用極少),但其獨特價值已引發(fā)行業(yè)廣泛關(guān)注。這一現(xiàn)象背后,既與技術(shù)成熟度相關(guān),也因小眾車型(如賽車)因產(chǎn)量低、定制化需求高,反而更易發(fā)揮3D打印的高效與成本優(yōu)勢。
車企對3D打印技術(shù)的重視已通過實際案例顯現(xiàn):寶馬集團(tuán)在該領(lǐng)域擁有超25年經(jīng)驗,2012至2022年間通過3D打印生產(chǎn)了超百萬個汽車零部件,僅2018年產(chǎn)量就突破20萬件,較2017年增長43%;福特汽車同樣是3D打印技術(shù)的積極合作者,2019年北美國際車展上展出的ShelbyMustangGT500搭載了兩個3D打印制動部件,中規(guī)版F-150Raptor則應(yīng)用了3D打印內(nèi)飾件。
大眾集團(tuán)的動作更具代表性:其在沃爾夫斯堡設(shè)立了3D打印中心,專注汽車領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)。2018年底,大眾旗下品牌布加迪推出全球首個3D打印鈦合金八活塞卡鉗,該部件重約3公斤(6.4磅),由2213層鈦金屬粉末經(jīng)立體光固化成型(SLA)與激光粉末燒結(jié)(SLS)工藝逐層熔融,總耗時45小時。后續(xù)需清理殘留粉末、700℃高溫烘烤、機(jī)械加工及物理化學(xué)處理,最終制成兼具輕量化與高強(qiáng)度的部件。相較布加迪Chiron傳統(tǒng)卡鉗,其重量減輕約2.2公斤(4.9磅),對超跑性能提升意義重大。
為驗證可靠性,布加迪對卡鉗進(jìn)行了嚴(yán)苛測試:模擬剎車片從0加速至370km/h的極端工況,剎車片溫度驟升至400℃以上(呈橘紅色),卡鉗未因熱衰減失效;進(jìn)一步測試中,剎車片局部甚至出現(xiàn)熔化著火(溫度超1000℃),鈦合金卡鉗仍保持結(jié)構(gòu)完整,成功完成減速任務(wù)。
3D打印的應(yīng)用場景遠(yuǎn)不止于此:征戰(zhàn)派克峰的電動賽車大眾ID.R大量采用3D打印零部件;大眾Type20概念車的橙色輪轂、后視鏡支架、方向盤等組件,均通過人工智能驅(qū)動的生成式設(shè)計(GenerativeDesign)優(yōu)化結(jié)構(gòu),再由3D打印實現(xiàn)復(fù)雜幾何造型——人工智能可快速平衡結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、生產(chǎn)便利性與輕量化需求,而3D打印恰好能突破傳統(tǒng)工藝對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的限制。
在經(jīng)典車修復(fù)領(lǐng)域,3D打印同樣發(fā)揮關(guān)鍵作用:如保時捷959的離合器釋放桿因停產(chǎn)難以尋獲,現(xiàn)通過3D打印技術(shù)可高精度還原老舊部件。
此外,3D打印與環(huán)保技術(shù)的結(jié)合也在推進(jìn):米其林與通用汽車在Movin'On峰會上推出的Uptis無氣輪胎(“獨特的防刺穿輪胎系統(tǒng)”),采用3D打印原型,通過減少原材料使用(均為環(huán)保材料)實現(xiàn)100%可持續(xù)性。無氣結(jié)構(gòu)使其比傳統(tǒng)輪胎更耐磨損,每年可減少約2.9億個因不規(guī)則磨損報廢的輪胎。