通往 3D 打印汽车之路：3D 打印改变汽车行业的 12 种方式

如今，每三辆下线的新车中就有一辆至少有一个部件由 Brose 生产，Brose 是全球五大家族汽车供应商之一。每年，越来越多的此类组件采用 3D 打印技术制造。

对于宝马 X7 座椅组件，Brose 必须发挥创造力，以解决影响生产进度的供应链问题。对于安装在座椅框架底座的夹子，Brose 的座椅原型制作经理 Matthias Schulz 决定利用 SLS 技术的大批量生产潜力和耐用材料。

Brose 团队仅用几周时间就在两台 Fuse 1+ 30W SLS 3D 打印机上使用 Nylon 12 GF Powder 打印了 25 万个座椅夹。Brose 团队与 OEM 宝马通力合作，成功对 3D 打印夹子进行了认证，确认其可用于座椅装配的长期最终应用。通过 SLS 3D 打印，这些部件的生产进度如期推进。如果没有这种制造方案作为权宜之计，X7 型号的发布可能会延迟数月，因为需要在海外设计、加工新的注射成型模具，随后投产并运送至目的地。

MOSOLF Special Vehicles GmbH 项目规划主管 Carsten Busam 估计，在德国，超过三分之一的警车中都装有增材制造部件。MOSOLF 每年生产 1000 辆“特种车辆”，如警车和应急服务车辆。随着引入多台 Fuse 1+ 30W SLS 3D 打印机，他们现在能够 3D 打印用于实际应用的汽车部件和配件，从而提升这些车辆的性能。

交通工具和装备质量必须值得应急人员信赖。MOSOLF 使用 Nylon 12 Powder 3D 打印汽车支架、安装座、夹具、固定器等。坚固耐用的 SLS 粉末可用于生产最终用途部件，旨在承受应急人员使用过程中的磨损。除了材料的耐用性，SLS 3D 打印还为 Busam 及其团队带来了速度上的提升。

IBL Hydronic 是一家德国制造商，主要为工业车辆提供电子、液压和软件组件的机械解决方案。而 SLS 3D 打印为其提供了一种快速高效、经济实惠的方法，用于设计和制造小批量最终用途部件。

IBL Hydronic 最近参与的一个项目是为一家农用机械制造商提供控制面板，其中该组件必须根据特定的机器量身定制。仅仅一个月内，在完成了原型制作、组装和测试之后，IBL 就向客户展示了完整的解决方案。

车辆组件外壳由 Fuse 1 SLS 3D 打印机打印，然后进行组装，并装上皮革扶手垫。为了创建兼具功能性和视觉吸引力的设计，团队在设计过程中为 3D 模型的表面添加了纹理。然后对 SLS 3D 打印部件进行平滑处理，并使用染料浴进行着色。其结果是一个由最终用途车辆部件组成的装配，完全采用 SLS 3D 打印制造，具有类似皮革的表面纹理，增强了外观效果，使整个设计更加完美。

在 12 Pollici Italian Cup 赛车锦标赛中，获胜者 Elia Marescutti 在比赛中使用了 3D 打印进气歧管，该部件使用 Form 系列 SLA 3D 打印机和 Rigid 10K Resin 打印而成。

3D 打印歧管不仅承受住了高性能赛车的压力，其性能实际上更是优于传统加工的铝制歧管。使用热成像相机，Rigid 10K Resin 歧管的温度比传统铝制部件低 40－50°C，并且冷却速度更快，因此在比赛获胜后，这类组件更易于处理。

和许多成功的企业一样，BTI Gauges 也是从填补市场空白起家的。公司创始人兼所有者 Brandon Talkmitt 正在为他的高性能汽车寻找一种生产遥测显示器的可定制方法。

Talkmitt 曾试图获得一种包含多种性能指标的仪表，以避免在挡风玻璃上安装多个散乱的屏幕和让人分心的读数，但并未成功。然后，他开始使用熔融沉积成型 (FDM) 3D 打印机制作仪表外壳的原型并亲自测试，将外壳置于汽车和烤炉内的高温环境中，并修改设计以补充多个汽车模型。在评估了最终生产方法后，鉴于耐用性和耐高温性能，Talkmitt 选择了 SLS 3D 打印技术。

由于能够在短短几天内完成定制设计，90 年代风格的日本赛车、兰博基尼、道奇蝰蛇和其他高性能汽车的客户群体对他的产品产生了兴趣。Talkmitt 掌握了高效装载成型室的秘诀，从而实现几乎零浪费的工作流程并降低整体成本。

通过使用 Fuse 1 等高质量 SLS 打印机实施内部制造，他能够控制和保障生产能力，从而在依赖传统制造或外部供应商的企业中脱颖而出。“我会向所有人推荐它。Fuse 1 彻底改变了我们的工作方式，”Talkmitt 说。

在 Brose North America，Brose 的增材制造技术团队负责操作 SLA 和 SLS 打印机，他们的焊接机器人需要在不同的产品线之间不断切换。在工厂里，焊接机器经编程只操作一条产品线，但在总部，他们有两台机器人负责焊接每条不同产品线的座椅原型。

每次机器人需要切换到新的产品线时，焊接部门就必须重新对其参数进行编程。使用原型金属导轨对焊接机器人进行编程的成本很高，而且在焊接站准备编程设备时，往往无法获得这些原型金属导轨。3D 打印提供了一种快速、经济的解决方案，同时满足了这些安装部件的生产速度和尺寸精度要求。

Dorman Products 是一家拥有百年历史的汽车售后部件制造商，目前正通过 3D 打印技术加快生产进度并提高产品质量。Dorman Products 在两个工厂配置了十二台 3D 打印机，依靠这些设备，他们能够满足原始设备制造商 (OEM) 不断推出新车型的需求。

由于每个产品的功能各不相同，因此每个测试方案和验证过程都是独一无二的。即使两个不同部件的验证过程都需要进行流体流动测试，由于几何形状不同，仍然需要不同的固定装置来将两个部件固定就位。这就是 3D 打印的用武之地，Dorman 能够为每个部件设计定制测试固定装置，并当天打印出来。固定装置和仪表从机加工车间发货到交付，可能需要 5 到 10 周。

增材制造技术团队与新波士顿团队合作设计了一种磁性连接线。它可以很容易地连接到生产线和座椅框架上，但如果技术人员在没有手动取下连接线的情况下拉开座椅框架，连接线就会断开，不会造成任何损坏。3D 打印汽车制造辅助工具可以减少机械的磨损，以及操作人员错误的发生，从而节省更换费用并减少公司的停机时间。

Pankl Racing Systems 专注于为赛车、高性能车辆和航空航天应用开发和制造发动机和动力传动系统部件，应用涵盖一级方程式赛车和海军一号（美国海军陆战队负责运送美国总统的专机）。

Pankl 不仅需要自行设计最终用途部件，还必须开发一系列定制夹具、固定装置和模具部件来制造这些部件。这些部件产量较低且规格极为特殊，因此经证明 3D 打印是制造这些部件最具成本效益且高效的方式，而 SLA 3D 打印机和材料的引入大大降低了 Pankl 的整体开发成本。

对于车辆变速箱组件，Pankl 必须加工钢制部件，然后额外进行多个加热和冷却过程，其中，每个过程都需要定制夹具。如果将这些夹具外包给机加工车间，周转周期将会增加六周，因此 Pankl 选择使用 Form SLA 3D 打印机和早期版本的 Tough 1500 Resin 进行 3D 打印。

福特汽车公司是全球第六大汽车制造商，每年生产超过 400 万辆汽车，在全球拥有超过 17.5 万名员工。福特欧洲业务的核心是福特科隆工厂，该工厂成立于 1930 年，以组装福特嘉年华汽车而闻名。

在开发新型电动模型的竞赛中，迭代速度至关重要。福特的设计团队每天都能构思并 3D 打印汽车部件，随后在车内实际测试其装配效果和手感。

Vital Auto 是 Formlabs 在英国成长最快的经销商 SolidPrint 3D 的客户，该公司使用各种先进设备（包括 Form 3L 和 Fuse 1 打印机大型机组在内）制造高保真原型和概念车，并快速进行迭代。

该公司签订的首批合同之一是对 NIO EP9 超级跑车进行概念设计，公司团队自此开始制作极为逼真的高保真汽车原型。Vital Auto 的客户包括沃尔沃 (Volvo)、尼桑 (Nissan)、莲花 (Lotus)、迈凯轮 (McLaren)、吉利 (Geely)、塔塔 (TATA) 等，他们为 Vital Auto 带来了前所未见的汽车概念。

为了设计、测试和制造全新产品，Vital Auto 采用了能够以各种材料生产优质部件的 3D 打印机。他们拥有 14 台 3D 打印机（包括多台 Form 4L、Form 4 和 Fuse 1+ 30W 打印机），全天候运行，以满足迭代规模。从通风口到门密封件、制动卡钳和门把手，3D 打印机是他们工作流程中不可或缺的一部分。

Forge Motorsport 是一家位于英国的汽车性能部件制造商，使用 Formlabs 3D 打印机为 Toyota Yaris GR 等 OEM 车型的最终用途汽车部件制作原型并进行功能测试。

在车型发布后，Forge 发现，通过增大进气管道尺寸和移动气箱开口可以优化汽车性能。这些变化将减少进气温度的波动，使驾驶员更容易预测发动机性能，并降低整体温度。在对丰田的部件和周围装配进行逆向工程后，他们可以在 Solidworks 中模拟气流，然后设计新模型。他们很快就使用 Draft Resin 通过 3D 打印制造了车辆进气管道，以确认装配情况，然后转向使用 Tough 1500 Resin 来实现最终用途功能。

客户将 3D 打印部件在 Yaris GR 中使用了五个月，期间他收集了不同条件下的性能数据。不出所料，重新设计的部件表现更佳：原厂部件的温度波动范围为 42－45°C，而 3D 打印部件的进气温度测量值则在 35－36°C 之间。如需了解有关逆向工程和 3D 打印汽车部件的更多信息，请观看我们与 Forge Motorsport 合作举办的网络研讨会。