在快速创新推动进步的世界中，汽车行业发现自己正处于一个迷人的十字路口。传统的汽车设计方法曾经被视为工程艺术的顶峰，但现在正被数字化方法所取代。引领这场数字革命的是原型 3D打印这一变革性技术。

在工业4.0的浪潮中，3D打印技术正以其无与伦比的优势改变着制造业的面貌。

3D打印作为一种新兴制造技术，为汽车制造行业注入了新活力，特别是在快速原型试制、功能原型验证、工装夹具以及定制化、停产/小批量车型备品备件生产应用方面展示出了显著优势。

相比较传统注塑方式可帮助汽车行业客户在原型开发方面缩短80%-90%的时间和成本，为汽车产业的快速迭代注入“加速度”！

在汽车电动化与智能化趋势下，随着消费品质升级，汽车内外饰价值量持续提升，多样化、个性化、定制化将会是趋势。凭借在汽车行业积累的丰富经验，远铸智能已将3D打印技术广泛应用于包括像定制保险杆、方向盘试制件、赛车部件、尾标固定工装等汽车内外饰上。

在本文中，我们踏上了了解3D打印与不断发展的汽车世界之间共生关系的旅程。

汽车原型设计的演变

汽车原型设计经历了一场变革之旅，就像它旨在设计的车辆一样。这种演变证明了该行业对完美、突破界限和重新定义车辆设计基准的不懈追求。

汽车设计的黎明：从Clay到CAD

早期的汽车设计是一种触觉活动，由熟练的双手将粘土塑造成光滑、符合空气动力学的形状。这些有形且可塑的全尺寸粘土模型使设计师能够在车辆进入生产线之前对其进行可视化、调整和重新构想。这是一种需要极高技巧和对细节的关注的艺术形式。然而，随着世界进入数字时代，汽车设计方法也发生了变化。计算机辅助设计 (CAD) 作为一种突破性工具出现，使设计人员能够以无与伦比的精度创建复杂、详细的数字模型。

从粘土到 CAD 的转变不仅仅是媒介的转变；这是设计理念本身的范式转变。借助 CAD，设计人员可以进行更多实验、更快地进行迭代，并可视化使用粘土难以实现的复杂几何形状。

数字化转型：计算机模拟的作用

随着CAD的兴起，计算机模拟成为汽车设计过程中不可或缺的一部分。这些模拟由先进的算法和计算方法提供支持，使设计人员能够在虚拟环境中测试车辆设计的各个方面。从空气动力学到碰撞测试，汽车模型的数字双胞胎经过一系列虚拟测试，以确保它们符合行业标准和安全要求，而原型3D打印则提供了这些设计的切实实现。

这种数字化转型不仅加快了设计过程，还降低了成本。制造商不再需要为每次设计迭代生产昂贵的原型。相反，大多数设计缺陷和潜在的改进可以通过用于原型制作的3D打印在数字领域中识别和纠正，确保只有最有前途的设计才能进入物理原型制作阶段。

使用背后的“原因”：了解汽车原型制作中3D打印的需求

那么，3D打印在这个不断发展的格局中扮演着怎样的角色呢？随着汽车设计变得越来越数字化，在数字世界和物理世界之间架起桥梁的需求变得显而易见。用于原型制作的3D打印就是这座桥梁。3D打印能够快速将数字设计转化为物理模型，非常适合汽车行业。它提供了一种快速、高效且经济高效的原型制作方式，让设计师能够在现实世界中触摸、感受和测试他们的创作。此外，用于原型制作的3D打印促进了迭代设计，一个原型的反馈可以快速融入到下一个版本中。

从概念到汽车：3D打印原型制作之旅

3D打印的真正魅力在于它能够以前所未有的轻松方式将视觉变成现实。想象一下一位设计师正在制作一辆新车的蓝图。几个小时内，这个设计就可以输入3D打印机，到一天结束时，物理模型就可以进行检查了。原型3D打印提供的这种即时性允许快速反馈循环，可以快速连续地调整、调整和重新打印设计。这一加速原型制作之旅具有重大意义。

车型可以更快地推向市场，设计缺陷可以及时纠正，制造商可以敏捷地响应市场需求。通过3D打印原型制作，这还意味着可以生产定制或限量版车辆，而无需昂贵的模具或模具。

其“原理”：汽车3D打印的技术和方法

汽车领域的3D打印并不是一种万能的方法。随着用于原型制作的3D打印变得越来越普遍，出现了多种技术和方法，每种技术和方法都根据特定需求量身定制。一些最流行的方法包括：

•立体光刻(SLA)：这是用于原型制作的3D打印中最早的技术之一，涉及使用激光逐层固化液态树脂。

•熔融沉积建模(FDM)：在原型3D打印领域，FDM是一种通过加热喷嘴挤出材料，逐层构建物体的方法。它特别适合生产较大的零件。

•选择性激光烧结(SLS)：一种用于原型制作的3D打印的重要技术，该方法涉及使用激光将粉末材料（例如尼龙或金属）熔合成固体结构。鉴于其生产高强度零件的能力，SLS 在汽车应用中具有很大的用途。

•金属3D 打印：在原型3D打印的背景下，需要极高强度和耐用性的零件可以使用金属3D打印来制造。直接金属激光烧结 (DMLS) 等技术在为高性能车辆制造复杂的金属部件方面发挥了重要作用。

技术的选择很大程度上取决于原型的目的、所需的材料以及零件所需的耐用性。无论采用哪种方法，本质都是一致的：3D打印提供了前所未有的速度、灵活性和精度的融合，巩固了其作为未来汽车设计和制造基石的地位。

协作协同：伙伴关系推动进步

在充满活力的汽车创新领域，协作已成为突破性进步的催化剂。在这个世界里，古老的汽车巨头和灵活的科技初创公司找到了共同点，踏上了重塑行业的和谐之旅。通过这些合作伙伴关系，专业知识得以融合，形成传统知识和新鲜观点的融合。这种协同作用的一个典型例子是众多成功的原型制作3D打印合作。这些联盟带来了更快的原型制作、新颖的材料和曾经被认为不可能的设计。随着案例研究的不断积累，很明显，通向未来的道路不是由单一的巨头铺就的，而是由不同合作者的集体进步铺就的。

定制：打造独特的汽车体验

在当今世界，汽车不仅仅是一种交通工具，它还是一个人个性的延伸。驾驶员与驾驶者之间不断变化的关系激发了人们对个人风格的渴望，将车辆变成了独特的表达画布。汽车内饰的个性化 走进一辆现代汽车，您不仅仅是进入了一辆车。您正在进入一个个性化的庇护所，这在一定程度上要归功于用于原型制作的3D打印。3D打印可以实现迎合个人品味的复杂细节，从为驾驶员量身定制的定制仪表板设计和符合人体工程学的座椅结构，到与个人风格相呼应的环境照明和车内配件。这些不仅仅是审美选择。他们重新定义了舒适度，确保每一次旅程都像驾车前往的目的地一样个性化。

定制外观：打造独特的道路标识

汽车的外观是它的第一印象，在个性时代，驾驶者希望他们的车辆能够彰显个性。借助用于原型制作的3D打印功能，驾驶员可以实现这一目标。3D打印通过允许定制修改来促进这一点——想想个性化的格栅设计、独特的合金图案，甚至是在众多通用设计中脱颖而出的定制车身面板。

赛车和豪华车中的3D打印

在赛车运动的激烈世界中，原型3D打印正在彻底改变赛车的优化方式，使车队能够快速制作针对特定赛道和条件定制的零件原型。同样的技术也在豪华汽车领域掀起波澜，提供无与伦比的定制服务。

另一个未来：3D打印电动机

虽然3D打印技术在汽车行业设计领域具有较大优势，但该技术到目前为止并未在汽车批量化制造领域得到广泛应用。这是因为，汽车生产需要高度的自动化、高效率、低成本、质量一致性，这似乎与3D打印当前的发展水平存在不少“鸿沟”。

业内人士分析指出，目前3D打印技术在汽车领域主要面对的瓶颈包括多个方面。一是受限于机器尺寸，粉末床金属熔融技术当前普遍限制在400毫米或者在600毫米，很难打印大的零部件；二是在准确性方面，增材制造需要能够以最小的后处理需求来创建精确的零件；三是效率问题：目前增材制造对于汽车生产来说仍太慢，冲压机每六秒钟可生产一个零件，而粉末床金属熔融技术则需要几个小时才能生产一批小零件；四是成本问题：作为高产量、高质量产业，汽车对生产制造成本要求较高，虽然增材制造可以将许多零件组合在一起一次完成，但铸造相较增材制造几乎可以便宜两个数量级。3D打印技术如何在汽车领域进一步突破？3D打印电动机可能是个不错的选择。

业内人士指出，在全球“净零”目标下，扩大高效节能电动机绿色供给、拓展高效节能电动机产业链、加快高效节能电动机推广应用，以及推进电动机系统智能化、数字化提升，将是“十四五”时期重点工作，其中电动机能效提升将是大势所趋，而3D打印电动机极有可能成为3D打印在汽车产业中的重要应用技术。

无论是在工业领域还是交通领域，未来的驱动任务都对各个组件提出了很高的要求。一方面基于传统的制造工艺，优化的几何形状通常是不可能的，结果是设计者只能在性能和效率上痛苦折衷，某种意义上电动机的经典制造工艺已经达到了极限。另一方面，随着增材制造技术日趋成熟，尽管目前与传统生产方法相比速度较慢且可靠性较低，但增材制造系统在生产具有非常规拓扑优化（TO-Topology Optimization)结构或小批量零件时会大放异彩，这为电动机的制造开辟了另外一条曲径通幽之路。

当前，世界上的电动机研发团队已将大量精力转移到将增材制造系统集成于电动机生产周期中，以实施更强大、更高效地拓扑优化下一代电动机。3D打印电动机似乎只是时间问题，预测在未来几年内，原型拓扑优化电动机组件的3D打印将急剧增加，最有可能集中在3D打印电动机绕组、热交换器和同步转子上。当然，随着技术、材料以及打印速度的进一步突破，在不久的将来3D打印或许可以在汽车汽车领域大有所谓。我国作为世界上最大的汽车产销国之一，3D打印技术在我国汽车制造领域的实际应用将是不可逆的趋势，而业内对于3D打印技术在汽车领域的探讨也将不断深入下去。

文章来源： 南极熊3d打印网，信仰猎手，汽车纵横AutoReview