详述：主流汽车制造商正在如何使用增材制造技术

www.amreference.com

在此前的文章中，我们曾经介绍过当前汽车增材制造市场的现状以及3D打印对未来汽车制造的内外驱动力。从中可知，3D打印技术不仅已经成为汽车行业的必备技术，其应用程度也在从原型制造过渡为最终部件生产，一些领先的汽车品牌则希望利用它树立在本行业的主导地位。本期，3D打印技术参考关注的重点，在于增材制造技术在主流汽车制造商中的应用。

拥有奔驰、Smart和迈巴赫等品牌的德国汽车制造商—戴姆勒集团已经将增材制造技术用于多种零件的生产。自2017年以来，戴姆勒与EOS（及其他合作伙伴）合作开展NextGenAM项目，旨在建立新一代利用金属PBF技术进行大规模零件生产的标准流程。NextGenAM平台已经应用到部分卡车零部件的生产，而其在汽车和电动汽车零部件生产方面的潜在应用前景已经在评估之中。

戴姆勒在商用车领域已将增材制造技术完全集成到产品开发和批量生产中，通过集团范围内的研究和重点项目的攻关，实现了在极短时间内将3D打印技术应用到戴姆勒卡车和客车的开发工作中。此外，戴姆勒正专注在通过增材制造技术进行批量零件生产，重点是实现备件产出以及零件库存的数字化。

通过3D打印技术制备的梅赛德斯-奔驰198模型系列（双门跑车和敞篷跑车）工具套件中的火花塞固定器

梅赛德斯（Mercedes）在赛车运动中也大量采用增材制造技术，近十年来，在其非常成功的F1赛车中的多个部分中使用金属3D打印的零件。戴姆勒客车3D打印零件的生产主要是使用聚合物SLS技术，而梅赛德斯奔驰Classic 3D则为梅赛德斯-奔驰300 SL等类型的车辆提供3D打印零件。

宝马集团从2016年开始对增材制造技术的使用开始加速，并在慕尼黑运营着一家增材制造企业，其投资1500万欧元新建设的增材制造产业园已于今年6月正式运营。宝马集团在增材制造方面的合作伙伴还包括3D Systems在意大利的先进增材制造中心，它也使用由外部供应商生产的SLS和SLA零件。此外，宝马集团还投资了多家增材制造企业，包括Carbon、Desktop Metal以及Xometry等。

BMW i8敞篷跑车上使用的金属3D打印零件

宝马是第一个使用3D打印技术生产数千种金属零件的汽车制造商， BMW i8敞篷跑车的软顶固定装置就是通过使用铝合金SLM技术进行批量生产的。截止到2018年，宝马集团在过去10年中3D打印的零件已超过一百万个。需要注意的是，其中有约20万件是在2018年制造完成的，相比2017年增长了42％以上。宝马的MINI品牌已使用聚合物粉末床技术生产定制化的零件，所创立的MINI Yours Customized项目，允许客户进行自主设计某些汽车零部件。该计划的增材制造合作伙伴包括HP、Carbon和EOS。与此同时，奢侈品牌劳斯莱斯（Rolls-Royce）在幻影和黎明两款车上也使用3D打印技术生产零件。

大众汽车集团是增材制造技术应用最广泛的知名汽车品牌之一，力图推动该技术在汽车生产中的大批量制造。大众汽车在Wolfsburg建有先进3D打印中心，依托该中心来测试和了解最新的增材制造技术，同时进行一些模具和最终零件的生产。其大批量的生产通常是通过与外部增材制造服务商合作进行的。2018年底，中心引进了Additive Industries MetalFab 1系统以进行模具和备件的3D打印。

值得一提的是，大众的高端品牌也逐渐使用增材制造技术。奥迪多年来已在使用SLM Solutions 的设备生产备件和系列零件；保时捷在2017年投资Markforged并使用其技术为保时捷959等经典系列生产备件；布加迪（Bugatti）与SLM Solutions合作进行零件批量生产，并与APWORKS一起为布加迪Chiron设计零件。

在奥迪金属3D打印中心，工程师通过SLM工艺制造钢或铝质零件

大众集团旗下的意大利豪华汽车制造商兰博基尼长期通过Stratasys FDM和PolyJet技术进行原型设计和模具制造。2019年，兰博基尼与Carbon展开合作，聚焦于数字光合成技术。

最初，Carbon的技术被用于生产终端组件，如Urus SUV带纹理的加油口盖和风管夹；此后则用于生产用户可定制、个性化的SiánFKP37跑车（兰博基尼第一款混合动力超级跑车）的通风孔，实现了从设计到生产的快速过度，将零件交货时间缩短了12周。

兰博基尼Sian的内饰融合了皮革特征和3D打印组件

FCA（菲亚特克莱斯勒汽车）集团由意大利菲亚特集团（包括法拉利、阿尔法·罗密欧、蓝旗亚和依维柯）和美国克莱斯勒集团（包括道奇和吉普）合并而成。菲亚特是意大利第一家采用3D打印进行原型制作的公司，依托Turin工厂开展增材制造计划。

吉普车和菲亚特汽车均使用HP MJF技术进行批量生产。吉普车公司平均每周使用该技术完成4-5批次的打印工作，而菲亚特依靠外部服务提供商（如3D Systems on Demand）来进行短期SLA和SLS零件的生产。奢侈品牌法拉利在一级方程式赛车中使用了增材制造技术，而阿尔法·罗密欧已在使用增材制造技术开发、生产Alfa Giulia的格栅。

菲亚特Centoventi概念车利用3D打印技术实现大规模定制生产，并提供114个Mopar设计的配件

2019年12月，FCA集团与包括雪铁龙、标致和DS等汽车品牌在内的PSA集团合并，通过与3D打印初创公司Divergent 3D合作主攻金属3D打印技术的应用，由后者开发的Blade超级跑车拥有几乎完全3D打印的底盘。Divergent公司已采用SLM Solutions的金属3D打印技术进行零件生产，同时计划于2020年开始为OEM客户批量生产安全关键构件，并向客户推出先进的增材制造设备。

美国汽车制造商福特比其他任何一家公司在增材制造工业化应用方面的研究都要多，其在底特律的Redford建有先进的增材制造中心，运行着来自Stratasys、HP、Carbon、EOS、Desktop Metal和SLM Solutions等公司的数十台工业级3D打印机。

Redford工厂利用Carbon的数字化光合成技术来生产最终用途零件，包括用于福特Focus加热、通风和冷却（HVAC）的杠杆臂维修部件，福特F-150 Raptor的辅助插头，福特野马GT500的电动驻车制动支架等等。福特密歇根州组装工厂利用五种不同的3D打印工具来构建Ranger皮卡，从而缩短其市场投放时间。福特公司在全球总共运营近100台3D打印机，引进全球30多家工厂的3D打印技术。在领投了6,500万美元的投资后，针对Desktop Metal的Studio系统和Production系统，福特公司成为后者先进金属3D打印技术的第一批引用者。此外，福特也与Stratasys和Siemens有密切合作，通过多轴挤压系统批量生产超大型零件和复合材料零件。

福特先进制造中心的增材制造技术员Scott Clark正在清洁铸造模具

通用汽车公司很早便开始引进增材制造技术，十多年来一直使用工业SLA和FDM技术生产零件和模具。如今，通用汽车在增材制造方面的研究主要在其位于密歇根州的Warren科技中心展开，每年可生产超过30000个零件。

2018年，通用汽车与Autodesk合作生产了一种钢制的3D打印座椅支架，该结构比标准支架轻40％，但是强度却高出20％。基于此，通用汽车预测，有多达100个零部件可通过高性价比的增材制造技术来生产。

通用汽车与Autodesk合作开发的座椅支架，比原始零件轻40％，强度高20％

通用汽车目前正在与GKN合作，将HP Metal Jet技术用于零件批量生产，并在金属PBF工艺的工业化方面开展广泛的工作，包括与GE Additive以及意大利增材制造服务商Beam-IT的单独合作。通用汽车还通过增材制造技术为顾客提供定制化部件。通过与米其林在Uptis（无须充气的新型轮胎），双方希望基于3D打印技术生产出可完全回收的汽车轮胎。

END

增材制造技术符合汽车工业的需求，推动了汽车设计的进步。如今，3D打印技术已经发展到可以用金属和塑料材料生产最终用途部件的地步，进行批量制造已成为现实。随着3D打印技术的进步，以及汽车用户经验的积累，今后该考虑的将会是如何更好、更快速、更深入的集成和融入到汽车生产体系中。为了达到这一目的，增材制造企业，也在不断努力。