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在媒体的推波助澜下,3D 打印以高科技产业的形象出现在公众面前,在 2013 年后的媒介影响力达到了顶峰。而实际上,3D 打印在本质上仍是制造技术的一种。近几年发展速度很快,但产业规模仍然不到整个制造业的一个零头。汽车制造,在制造业中可谓是规模最大、综合要求最高。若 3D 打印有朝一日在汽车领域广泛应用,那我们就可以说 3D 打印真的站稳脚跟了。那么,3D 打印离汽车制造还有多远呢?
盘点 3D 打印的汽车应用
一、快速原型
3D 打印最早的时候,叫做快速原型(Rapid Prototyping)技术。原因在于:那时候它唯一的用途就是做快速原型,也就是设计验证、装配证明、功能验证等。近年来,3D 打印进入汽车行业,最自然而然的方式就是快速原型。对汽车企业来说,用 3D 打印做快速原型,不一定更便宜,但一定会节约时间。对于车型研发来说,时间就是金钱。
总体来说,3D 打印以快速原型的角色进入汽车行业,是相对较为深入的。但是,这些应用总体来说是替代性的,而非是革新性的。3D 打印的野心不止于此。
二、个性化订制
宝马 Mini Cooper 的一个成功案例给出了答案: 宝马 Mini Cooper 的 3D 打印订制
首先通过宝马 Mini Cooper 的订购系统,可以设计自己喜欢的文字、图案。
不得不说,把自己喜欢的名字、图片刻在自己的爱车上,这种“官方改装”服务还是挺令人动心的。价格也不贵,才 149 欧元(总共 4 个部件,3D 打印是其中两个)。 相对于快速原型,宝马 Mini Cooper 使用 3D 打印创造了新的价值,更有启发性。
三、老爷车 / 事故车改装与修复 这个逻辑很通顺,停产的老爷车如果坏了,修理起来是一件麻烦的事情,这时候就需要 3D 打印。事故的拍卖车,部分部件也很难找,可能就需要 3D 打印派上用场。不同的是,事故拍卖车的修复,对成本更敏感——若修复成本比汽车残值还高,我何必修复呢? 这部分应用的资料我目前掌握得较少,以后找到了再补上。
突破汽车关键应用的关键点
如果要突破汽车的两个关键应用,逃不过两个关键词:量产与轻量化。 第一点很好理解,如果汽车的上千个部件中,没有任何一个是 3D 打印的,那怎么好意思说 3D 打印突破了汽车行业呢?反过来,如果有任何一个不太小的部件使用了 3D 打印来制造,这一个部件的产值可能就超过了目前 3D 打印整个行业。 然而,想找到这个量产应用的点,何其困难? 3D 打印成本高,而汽车行业对成本极其敏感。 为何 3D 打印率先在飞机制造上率先使用?就在一汽车制造对成本不太敏感。 3D 建造速度慢,而汽车行业对产能要求高。 中国每年要制造 3000 万辆汽车,而空客每年才制造不到 1000 架飞机。 除非,3D 打印能创造独特的价值。
波动顿动力机器人后空翻
大家还记得这个灵活的机器人吗? 这是由 Boston Dynamics 开发的。可以理解的是,要实现这样的壮举,不仅需要牛逼的控制算法,机器人本身的轻量化也非常重要。那些轻功不错的武侠人士,一般都不是胖子,不是吗? 波士顿副总裁亚伦桑德斯指出,轻量化的秘密,就在于 3D 打印。3D 打印出的钢、铝,并不会比冲压、铸造出来的比重更低,要想实现轻量化,必需在设计上下功夫。
让我们看看 3D 打印让机器人的腿,得到了什么样的进化: 拓扑优化与晶格结构: 右腿的“骨骼”有一个明显的中空部分,这就是通过拓扑优化来实现轻量化;“骨骼”部分采用晶格结构,可以进一步实现轻量化。这些工作,用铸造或机加工,都很难实现。内部流道:左腿的液压管是暴露在外部的,而右腿中,则直接集成到了“骨骼”内部,不仅更加可靠,还节约了固定液压管的重量与体积。