3D打印在汽车行业的应用

汽车市场是全球最大的消费品市场之一,2020年全球生产1.03亿辆乘用车，其中内燃机车占8190万辆，市场占有率为79.5%，新能源车(含混动， 电动)为2110 万辆，占 20.5%，其中纯电动汽车为410万辆。到 2030 年， 预计全球将生产1.2 亿辆乘用车，其中内燃机车占 960 万辆，市场占有率为 8%，新能源车(含混动，电动)为11040万辆，占92%，其中纯电动汽车为5040万辆。 随着汽车"新四化"发展，汽车外观、内饰、结构等都均已发生变化，尤其是新能源汽车动力电池、电机技术性能提升比较快，工信部对新能源汽车公告(目录)管理要求越来越高，公告生命周期基本在1年左右。倒逼新能源汽车整车企业新产品研发频次越来越高，周期越来越短，而研发费用是越来越多，难度越来越高。面对新的形势，于是越来越多的新能源汽车企采 用3D打印技术。从整车造型、内外饰设计、动力总成、电子电路、优化仿真 到工装夹具/检具及预生产阶段，方方面面都能看到3D打印技术的成功应用案例，几乎贯穿整个研发生产周期。特别是 SLS 尼龙烧结3D打印技术，正在被高频率的应用于汽车领域。

1) SLS 尼龙 3D 打印技术--高效、成本低、真实还原设计细节！ 在汽车造型设计中，油泥模型制作是必经的环节。它主要用来表达汽车造型 的实际效果，供设计人员和决策者审定。在整个设计阶段，要做1:5和1:1两种不同比例的油泥模型，一般做 1~3个。制作过程：泡沫板制作初胚--- 涂覆油泥---粗刮---精刮，整个环节对人的技术依赖程度比较高，全尺寸汽车油泥模型制作周期需 5~7 个月。采用3D打印技术可以保证更高效、低成本的同时，真实还原设计细节。

2）汽车内饰方面的应用

a. 丰田汽车与 Material ise 共同设计的汽车座椅：利用3D打印技术使得座椅重量更轻，同时舒适感更强。汽车座椅低重力密度区域的镂空处理带来双重好处。第一，创造更大的散热能力；第二，节省大量的材料和成本。

采用 SLS尼龙烧结3D打印技术制作的汽车座椅相比于传统工艺制作的座椅重量减少高达 72%，比原来轻了 18 公斤。

b. 起亚汽车SLS尼龙烧结打印大型汽车仪表盘:零件长2m，宽55cm，高70cm， 由SLS技术打印出20余种零部件，并采用了打磨、包胶、电镀、喷漆、攻 丝、拼接 6种后处理工艺，其误差值＜1mm，工艺精湛，细节考究，整个制作过程在一周内全部完成，与传统工艺相比缩短了80%研发周期，节约了66%的人工成本和 45%的制作成本。

3）汽车外饰方面的应用

a.某型号汽车前保险杠:改型设计采用SLS 3D打印技术制作出原型件。经过后处理，可直接装配到车身上对产品设计的可靠性(安装结构，零件匹配，结构强度)，外观造型等进行验证。

b.雷克萨斯汽车3D打印进气格栅 : 进气格栅是相当复杂的零件，产品壁厚薄，结构交叉，用CNC方式非常繁琐，必须要拆分成很多小块，再进行粘接，受CNC工艺的限制，无法优化粘接工艺，只能靠师傅的经验反复修补。时间周期长，精度差，报废高。采用SLS尼龙烧结3D打印工艺是这类产品的不二选择，它既能保证强度，还能整体成型并保证精度，仅需5小时。

4）工装夹具及预生产方面的应用

a. 大众汽车生产标志粘贴辅助器：利用3D打印技术在结构兼容上的灵活性，大众工程师自己设计生产贴标辅助器，走传统的外部采购流程至少需要35天时间，每个单价为400欧元。而现在， 4天内就可以完成，成本降至10欧元/个。

b.某车企生产的车灯温度测试工装：许多汽车制造公司一直致力于提高生产率和降低成本，实现精益生产。充分利用3D打印技术允许客户进行深度定制的特点，制造生产线中的检具、夹具和固定装置有助于实现目标。

5）汽车动力总成方面的应用尼龙3D打印进气稳压腔：采用尼龙+玻纤材料，配合       本田CBR600 四缸发动机， 打印件能够在1个大气压的负压下保证正常工作，同时考虑到发动机回火情况，该件耐温要求200℃，经过反复测试目前该零件已符合方程式大赛的技术要求。相较于传统工艺，采用3D打印工艺生产该部件两套的时间仅需 15 个 小时。