在媒體的推波助瀾下，3D打印以高科技產業的形象出現在公眾面前，在2013年后的媒介影響力達到了頂峰。

而實際上，3D打印在本質上仍是制造技術的一種。近幾年發展速度很快，但產業規模仍然不到整個制造業的一個零頭。

汽車制造，在制造業中可謂是規模最大、綜合要求最高。若3D打印有朝一日在汽車領域廣泛應用，那我們就可以說3D打印真的站穩腳跟了。那么，3D打印離汽車制造還有多遠呢?

第一 盤點國內汽車對3D打印的應用現狀

一、快速原型

3D打印最早的時候，叫做快速原型(Rapid Prototyping)技術。原因在于：那時候它唯一的用途就是做快速原型，也就是設計驗證、裝配驗證、功能驗證等。

近年來，3D打印進入汽車行業，沿襲了它唯一的用途就是快速原型。對汽車企業來說，用3D打印做快速原型，不一定更便宜，但一定會節省時間。對于車型研發來說，時間就是金錢。

總體來說，3D打印以快速原型的角色進入汽車行業，是相對較為深入的。但是，這些應用對車企來說是替代性的，而非是革新性的。汽車行業對3D打印技術的展望或者說3D打印企業的野心遠遠不止于此。

3D打印汽車儀表盤(圖源：華曙高科)

二、個性化定制

3D打印可以個性化定制，為每個消費者提供獨一無二的汽車。然而，這同時會增加額外的成本，消費者是否愿意為這部分成本買單呢?

寶馬Mini Cooper的一個成功案例給出了答案：

寶馬Mini Cooper的3D打印定制

首先通過寶馬Mini Cooper的訂購系統，可以設計自己喜歡的文字、圖案。

下單之后，會收到制作好的零件。不需要專門的技師，自己就可以安裝。

不得不說，把自己喜歡的名字、圖片刻在自己的愛車上，這種“官方改裝”服務還是挺令人動心的。價格也不貴，才149歐元(總共4個部件，3D打印是其中兩個)。

相對于研發階段快速原型，寶馬Mini Cooper使用3D打印創造新的邏輯更加偏向于C端，對車企如何使用3D打印進行創新更有啟發性。

三、直接打印汽車?

美國的Local Motors公司宣稱，直接3D打印汽車。這是一個宏大的口號，然而尚未對汽車業產生實質的影響：

●說到底，也只是打印一個外殼而已。

●據說使用了碳纖維3D打印，實際上是纖維增強型塑料打印，具體性能、是否能過汽車法規，是個問號。

突破汽車核心應用的關鍵點?

如果你是一名汽車工程師，在看到上述4方面的3D打印應用之后，我猜你可能已經不耐煩了。無論是快速原型、個性定制、修理改裝、外殼打印，這不過都是邊邊角角、錦上添花、可有可無的應用啊!

能不能講重點呢?

如果要突破汽車的兩個核心應用，逃不過兩個關鍵詞：量產與輕量化。

第一點很好理解，如果汽車的上千個零件中，沒有任何一個是3D打印的，那怎么好意思說3D打印突破了汽車行業呢?

反過來，如果有任何一個零件是使用3D打印制造出來的，那這一個零件的產值可能就超過了目前3D打印整個行業。

然而，想找到這個量產應用的點，何其困難?

●3D打印成本高，而汽車行業對成本極其敏感。為何3D打印率先在飛機制造上率先使用?就在于航空制造對成本不太敏感。

●3D打印速度慢，而汽車行業對產能要求高。中國每年要制造3000萬輛汽車，而空客每年才制造不到1000架飛機。

除非，3D打印能創造獨特的價值。

有人逐個考查過汽車上的每個零件，得到的結論是：目前車上的所有零件，3D打印都比不過傳統制造工藝。

這個結論是對的，但有一個誤區。那就是，設計與工藝是密不可分的，車上所有的零件都是依據傳統制造工藝設計的，3D打印能比得過那就奇了怪了!

如果想找到3D打印有優勢的零件，必須要把設計與工藝結合起來!

為了方便理解，在此舉個例子：

波動頓動力機器人后空翻

大家還記得這個靈活的機器人嗎? 這是由Boston Dynamics開發的。可以理解的是，要實現這樣的壯舉，不僅需要牛逼的控制算法，機器人本身的輕量化也非常重要。

那些輕功不錯的武俠人士，一般都不是胖子，不是嗎?

波士頓副總裁亞倫桑德斯指出，輕量化的秘密，就在于3D打印。3D打印出的鋼、鋁，并不會比沖壓、鑄造出來的密度更低，要想實現輕量化，必須在設計上下功夫。

讓我們看看3D打印讓機器人的腿，獲得了什么樣的進化：

●拓撲優化與晶格結構:右腿的“骨骼”有一個明顯的中空部分，這就是通過拓撲優化來實現輕量化;“骨骼”部分采用晶格結構，可以進一步實現輕量化。這些工作，用鑄造或機加工，都很難實現。

●內部流道：左腿的液壓管是暴露在外部的，而右腿中，則直接集成到了“骨骼”內部，不僅更加可靠，還節省了固定液壓管的重量與體積

從波士頓機器腿部的進化，我們可以看出：工藝變革必須與設計變革結合起來，才有可能創造價值。

回到汽車行業，燃油汽車的輕量化可以減少油耗與污染，而電動汽車的輕量化更為重要——可以緩解續航問題。

盡管存在潛在的需求，但將3D打印應用到汽車行業還是困難重重。除了3D打印技術本身需要在成本、速度上進一步提升之外，設計人才、設計軟件的進化也刻不容緩。

●設計軟件：傳統的CAD軟件，大多是針對傳統制造方式設計的，像拓撲優化、晶格結構這種功能還比較難用，或根本沒用。

●設計人才：幾十年以來，無論是工業設計還是結構設計，都是依據傳統工藝發展出的設計理念。在傳統理念中，3D打印的拓撲結構與晶格結構無異于“大逆不道”—— 根本加工不出來的結構，設計出來有什么意義呢?

所以說，這不僅僅是3D打印一個行業的事業，而是需要多個領域跨界融合，才能推動得快一些。這一點巨頭造車企業是把這點玩的行云流水一般，我們簡單距兩個例子。

1.帝斯曼與豐田汽車公司的全資子公司豐田汽車運動公司(以下簡稱“TMG”)簽署了“同一個帝斯曼”技術合作框架協議。該協議涉及帝斯曼所有為汽車行業提供材料和技術的業務部門，包括工程塑料、迪尼瑪(超高分子量聚乙烯纖維) 和3D 打印技術包括Somos?光固化3D打印技術和其他技術例如FFF等。

TMG是一家高性能汽車開發、測試和制造公司，提供廣泛的技術服務，活躍于多個賽車領域。其專業領域之一就是采用增材制造方式(通常稱作 3D 打印)制造產品，應用于賽車和外部客戶的產品。

2. 大眾表示，其與惠普(HP)、吉凱恩粉末冶金(GKN Powder Metallurgy)合作開發的3D打印技術，根據不同零件樣式，最快可以達到50倍于其它3D打印方式的速度。

第一個例子很明顯就是車企為了解決3D打印材料的瓶頸問題，而豐田在很早就已經在TMG這方面進行了3D打印的技術儲備。而第二個例子更加典型，車企+設備+材料，車企是非常善于通過各種方式整合產業資源從而達到某項技術在汽車應用中的高效化。而國內車企絕大部分目前僅僅把3D打印設備當做一個輔助或者替代設備，并沒有深入了解。而設備商也因為3D打印設備涉及行業眾多，應用需求高低差距較大導致3D打印設備商數量眾多，質量也相應的有高有低。有些設備商也只是單純的賣設備。而不知高科技集成的產品硬件的好壞只是一小部分，甚至于不是最重要的。為什么?我們參考蘋果硬件就知道了，高科技產品核心價值一直是軟件與方案。誰可以抓住這點誰就可以拿下汽車制造這個龐大市場。制造!制造!制造!重要的事情說三遍!