中國粉體網訊 有這樣一個名詞，它時常被冠以“顛覆”、“變革”的光環；有這樣一項技術，雖然已問世二十多年但卻在近年才滲透到汽車、醫療、消費品等各個領域，它就是3D打印。
何為3D打印？
其實，3D打印算不上是一項全新的事物。早在上個世紀90年代3D打印就已經問世，與普通打印機原理類似，只不過3D打印機的“墨水”是金屬、陶瓷、塑料等材料。通俗地來說，3D打印就是通過電腦建模，用機器將打印材料以極薄的厚度通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
3D打印的優勢在于，擁有更快的成型速度、更低的制造成本和更高的精度。利用3D打印技術，可以在數小時或數天內制作出概念模型。另外，由于其層層堆疊的特性，生產形狀復雜、尺寸微細、難于制造的零件也是它的強項。并且，通過選材和結構優化，3D打印產品輕量化的優勢更加突出，也因此被廣泛應用于航空領域。
那么這些特性對于汽車而言又意味著什么呢？汽車零部件的開發往往需要經過長時間的研發、開模、測試等多輪環節。而3D打印首先就減少了復雜零部件開發中的開模環節，極大地降低了汽車制造成本、縮短了研發周期。即便出現錯誤，也能隨時修改設計文件，而不必推倒重來。
此外，在個性化時代，3D打印也為人們定制自己喜歡的汽車零部件提供了可行性，而其輕量化的屬性更是契合電動車。可以說，3D打印促進了汽車生產制造的創新能力。
3D打印在汽車行業方興未艾
以Strati和Urbee為代表的3D打印汽車最先獲得了公眾廣泛的關注，但這類產品更大程度上傾向于展示，并不是所有部件100%的3D打印。
其實，寶馬很早就將3D打印零部件納入概念車研發體系之中，過去10年寶馬利用3D打印技術生產了100萬個零部件。甚至寶馬還投資了Carbon、DesktopMetal等3D打印技術公司。
2018年5月，正當寶馬宣布將投資1000余萬歐元(約合人民幣7713.8萬元)在德國建立全新的增材制造(3D打印)研發和生產中心時，通用汽車也幾乎在同時宣布與3D軟件專家Autodesk合作，為新車打造3D打印部件。通用希望到2023年將20種新型替代能源車添加到其產品系列中，并通過3D打印實現數千甚至數萬個零部件的大規模生產。
但其實，包括奔馳、本田、福特、大眾以及中國汽車品牌吉利等眾多車企都圍繞3D打印展開了積極探索。據稱，大眾汽車的工廠中已經擁有數十臺3D打印機，用于生產結構復雜的零部件或原型。
其實，車企之所以如此積極擁抱3D打印技術，還是離不開該技術所帶來的降低成本、縮短周期、個性化定制、輕量化等幾大優勢。例如，寶馬全新的MINIYours個性化定制產品系列，像側舷窗和內飾飾條都能由客戶個性化設計并通過3D打印生產出來。通用所展示的一款3D打印不銹鋼座椅重量比常規的輕了40%，強度提升20%，并且僅需1個部件，而在過去則需要來自多個供應商的8個零部件組成。
另外，根據《全球3D打印汽車市場分析與發展趨勢——2025年行業預測》，到2025年3D打印設備的應用將增長10%，其中大部分設備將被用于轎車、卡車零部件的制造。知名的市場咨詢機構Frost&Sullivan所發布的一項調查中顯示，2025年汽車3D打印的市場規模有望達到43億美元(約合人民幣291.8億元)。
因此，3D打印技術本身的優勢以及未來的商業前景給汽車業帶來了廣闊的想象空間。
3D打印在汽車業依然存在桎梏
雖然3D打印正在逐步走向消費市場，但航空和軍工業還是其集中應用領域。而無論是航空還是軍工都是小批量、定制化的生產模式，這也恰恰符合3D打印技術適合小批量、個性化、輕量化生產的特性。
但就汽車制造業而言，客觀上來說，3D打印應用在汽車領域并非是其天生的強項。
在汽車領域，限制3D打印大規模應用的原因之一是成本。通過傳統開模生產零部件的方式能夠實現“規模降本”。雖然開模成本很高，小批量生產時每個零部件分攤到的成本也比較高，但大批量生產時其降本優勢就體現了出來。3D打印則不存在規模降本的效應，反而是越小批量越經濟，而對于汽車這樣年產動輒幾十萬輛規模的產品而言，3D打印并沒有成本優勢。
北京紫晶立方科技有限公司聯合創始人張抗抗認為，“就現階段而言，3D打印的制造成本還是非常高的，目前3D打印在汽車業主要應用在對成本敏感度低的、小批量生產的高端豪華車上。”以寶馬集團為例，旗下全新勞斯萊斯幻影中已經使用了超過10000個3D打印的零部件。
據張抗抗介紹，主機廠在應用3D打印技術時其實是“踩”住了降本的臨界點，“以寶馬和惠普所達成的3D打印合作為例，當年產量低于某一數值時，就采用3D打印技術，而年產量突破這一數值時就會采用傳統制造模式。”
除成本因素外，還有一個問題也值得關注。在汽車長達十數年的生命周期中，需要應對各種復雜的駕駛場景，包括顛簸、碰撞等等。有些3D打印的零部件在強度和耐久度等方面還不到車規級的要求，尤其是底盤這類的關鍵零部件還是需要依靠傳統制造工藝。
并且，盡管眾多車企對3D打印展開了積極布局，但是真正落實到應用層面的還比較少。國內模型設計制作公司，上海霖立實業發展有限公司總經理郭志賦表示，“目前，汽車主機廠基本還是將3D打印技術用于研發測試階段，甚至國內很多大的車廠對3D打印還很陌生。在我們考察車企的過程中，一個很大的主機廠的高級工程師竟然還不知道3D打印能干啥。”
催動汽車制造變革？“力道”仍不足
《經濟學人》曾將3D打印技術推到了輿論的頂點。尤其是近年，隨著3D打印汽車的亮相，以及奔馳、寶馬等知名車企擁抱3D打印的動作日益加速。似乎，3D打印來勢兇猛。
但集眾多優點于一身的3D打印技術是否真能夠實現“汽車越來越便宜”、“想要什么樣就什么樣”、“買車分分鐘的事”這樣的美好愿景呢？尤其是在強調個性化體驗的智能汽車時代，3D打印又能否引領一場汽車制造的革命呢？
從3D打印技術的優勢可以看出，它在生產周期、成本和個性化方面取得了一個新的平衡，更大程度上的釋放了想象力，可以說是制造思想的重大變革。然而，在工業制造領域，傳統制造模式大批量、低成本的優勢是3D打印所不具備的。這也就決定了3D打印是對傳統制造的補充和創新，還到不了“汽車制造模式變革”的高度，因為現階段它無法取代大規模標準化生產。
在張抗抗看來，雖然3D打印看起來向汽車領域滲透得越來越快，但其實離大規模量產還有很大的差距。現在來看，3D打印在整個制造業中的占比還僅有萬分之一。3D打印只能說是改進了制造工藝，提高了某些環節的效率，但現階段來看談不上“革命”。
郭志賦對此也有類似的看法，他認為3D打印不會成為“工業4.0”或者是“中國制造2025”的主導，更談不上引領產業變革。最大的可能是使幾個特定的產業有了較大的變化，同時滲透進各行各業，為原來的產業添磚加瓦，“未來一定是‘某行業+3D打印’，而不是‘3D打印+某行業’。”
全文總結：3D打印并不是一項完全新的技術，它雖能優化傳統制造工藝，但還取代不了傳統制造。我們對于這類事物應保持理性的態度、冷靜的思考，畢竟汽車行業已經太過浮躁。
（中國粉體網編輯整理/茜茜）
