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● 寶馬集團(tuán)為一些專屬的汽車3D打印金屬和塑料部件。

● 寶馬在慕尼黑附近的增材制造園區(qū)擁有50臺(tái)金屬和聚合物3D打印機(jī)。

● 激光熔融的高成本意味著目前只能用于小批量零件制造。

大約十年前，隨著第一臺(tái)消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)的上市，3D打印無(wú)疑是非常火爆的，有人預(yù)測(cè)它們會(huì)像噴墨打印機(jī)一樣迅速在家庭中普及。但在過去的十年里，這樣的預(yù)測(cè)并沒有完全兌現(xiàn)，3D打印機(jī)在設(shè)計(jì)學(xué)校和擁有原型設(shè)計(jì)工作室的公司中出現(xiàn)了一段時(shí)間，但并沒有像預(yù)測(cè)的那樣成為一個(gè)普遍的家庭用品。 

對(duì)于汽車制造商來(lái)說，3D打印是否會(huì)成為傳統(tǒng)的鑄造金屬件和注塑塑料件的替代品？

目前的答案比簡(jiǎn)單的 ＂是 ＂或 ＂不是 ＂要更細(xì)致一些。包括寶馬集團(tuán)在內(nèi)的幾家汽車制造商已經(jīng)將3D打印技術(shù)用于小批量生產(chǎn)的汽車，這些汽車都是按訂單制作的。其中比較有代表性的就是激光3D打印頂級(jí)豪華品牌的小型金屬部件。

從今年年中開始，寶馬集團(tuán)就開始為勞斯萊斯汽車進(jìn)行金屬和聚合物部件的增材制造。它們是在工藝鏈的不同環(huán)節(jié)和全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的不同地點(diǎn)制造的。

△寶馬在慕尼黑附近集中了3D打印資源和專業(yè)技術(shù)，在工廠內(nèi)有幾十臺(tái)機(jī)器可以用不同的材料生產(chǎn)零件

寶馬所使用的3D打印金屬零件，是采用選擇性激光熔融（LBM）技術(shù)制造。這項(xiàng)技術(shù)在過去的十年中取得了進(jìn)步，但目前它的價(jià)格仍然超出了業(yè)余愛好者的能力范圍。但對(duì)于制造小批量汽車的定制部件，像勞斯萊斯這樣的汽車制造商可以用它來(lái)替代傳統(tǒng)的金屬鑄造工藝。

雖然寶馬沒有詳細(xì)闡明，但肯定有一定的工藝選擇機(jī)制，在什么量級(jí)的零件上，使用激光熔融技術(shù)與傳統(tǒng)的金屬鑄造或沖壓技術(shù)相比，具有成本效益。以勞斯萊斯為例，汽車制造商每年只生產(chǎn)幾千輛汽車，而且未必所有的汽車都需要寶馬集團(tuán)3D打印的零部件，因此量小到足以使用激光熔融。激光熔融仍然是一個(gè)耗時(shí)的過程，而且并不像許多人希望的那樣自動(dòng)化，即使零件可以成批生產(chǎn)，也需要大量的關(guān)注。因此，在時(shí)間充裕且不需要數(shù)以萬(wàn)計(jì)的相同零件的情況下，古德伍德工廠可以轉(zhuǎn)而使用激光熔融來(lái)生產(chǎn)金屬部件。寶馬集團(tuán)的其他品牌，比如Mini，就沒有這樣的情況。

寶馬指出：＂以前幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的零部件，通過創(chuàng)成式設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行快速的零部件開發(fā)。許多潛在的應(yīng)用只有在創(chuàng)成式設(shè)計(jì)的幫助下才有可能實(shí)現(xiàn)，而3D打印技術(shù)特別適用于創(chuàng)建復(fù)雜的形式和結(jié)構(gòu)，這在以前是無(wú)法用傳統(tǒng)工具生產(chǎn)的。＂

顯而易見的是，3D打印，對(duì)于汽車制造商來(lái)說，在制作原型時(shí)，仍然代表著巨大的時(shí)間節(jié)省。但當(dāng)對(duì)于真正進(jìn)入汽車的零件，也許在一段時(shí)間內(nèi)，它將僅限于小批量的工作，節(jié)省了金屬鑄造的費(fèi)用，但肯定不會(huì)被用來(lái)制造數(shù)以萬(wàn)計(jì)的復(fù)雜零件。

△金屬部件的3D打印技術(shù)為小批量汽車制造帶來(lái)了希望，但它還不是一種具有成本效益的大規(guī)模制造技術(shù)

寶馬現(xiàn)在在慕尼黑郊外有一個(gè)快速成型制造園區(qū)，從今年6月開始，寶馬的專業(yè)技術(shù)就在那里匯聚。園區(qū)內(nèi)有80名員工，也在那里提供培訓(xùn)。寶馬汽車的原型部件生產(chǎn)現(xiàn)在就在這個(gè)園區(qū)，擁有50套金屬和聚合物加工系統(tǒng)，寶馬在全球其他地方還有50套。

在汽車制造商和3D打印方面，也許最緊迫的問題是，金屬打印技術(shù)是否有一天會(huì)像塑料3D打印一樣普及，現(xiàn)在消費(fèi)級(jí)打印機(jī)的成本只有數(shù)百美元，而且每年都在變便宜。3D金屬打印技術(shù)可能無(wú)法為老爺車打造沖壓的車身面板，但可以用來(lái)重現(xiàn)那些已經(jīng)沒有的零件，成為修復(fù)古老汽車的常見景象。這就是值得期待的3D打印革命。