從20世紀80年代風靡的動畫版《變形金剛》到如今的《變形金剛》系列科幻巨作，“汽車人”已成功激發了三代人對于未來汽車的想象值得欣慰的是，想象未曾停歇，科學創新亦沒有止步。尤其是近年來，我國居民消費能力不斷提升，汽車產銷量也逐年上漲，汽車生產制造行業進入了快速發展時期。整個汽車行業的生產制造流程不斷優化，外觀設計及整體性能都在不斷提升。而3D打印技術的采用，更是為現代化汽車生產模式的建立提供了關鍵的技術支撐。

     例如奧迪利用Stratasys的J750 3D打印機進行尾燈原型設計，加速驗證過程，將原型制造時間縮短了50%。較之傳統制造模式下的“減材制造技術”，3D打印的優勢在于其無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產品的研制周期，提高生產率和降低生產成本。

今天，小編為大家精選了幾則3D打印在汽車行業中的應用案例，快來看一下吧！

案例一：

Solaxis利用Stratasys 3D打印機大顯身手

Solaxis是北美地區一家專業的汽車配件供應商，采用3D打印技術制作汽車裝配夾具，減輕了重量并提高了精度，可謂一舉兩得。

1輕松組裝

     汽車裝配零部件的傳統夾具往往存在兩大缺點：難以維護；金屬材質，重達150磅，不易挪動。然而，正如Solaxis Ingenious Manufacturing的工程師們所示，夾具其實完全可以擺脫這些缺點。 借助Stratasys Fortus 3D打印機系列，Solaxis為汽車供應商設計并制造了一款夾具，用于組裝大批量塑料門封條。在對該夾具研發了數次迭代之后，Solaxis不僅能夠生產出較傳統夾具輕100磅以上的3D打印夾具，而且設計和制造時間還比傳統工藝縮短了至少三分之二。

     Solaxis設計工程師對門封條裝配夾具進行不斷優化，過去的幾年里至少產生了十幾次迭代。對其汽車客戶而言，通過CAD軟件快速完成設計并利用Fortus 3D打印機系列進行快速打印的制造模式非常新穎。Francois Guilbault補充道：“我們可以對設計進行自由修改，而無需再回過頭來對客戶說‘模具必須重新制作’。”

    這種敏捷性增加了設計靈活度，使Solaxis工程師能夠集多種微小調整于一身，包括按鈕與手柄的布局、滑槽的添加以及其他符合人體工程學的改進。這也使Solaxis能夠對現有內部硬件進行集成，倘若交換機或線路斷開，客戶則可以快速更換，因此，設計中的部件數量得以大幅減少。Guilbault表示，工程師可以在8~20個小時內完成CAD迭代，具體時間取決于部件的復雜程度。Solaxis能夠與其客戶的工程師共享文件，進而快速確認設計并在數日內生產出新夾具。與利用數控機床所生產的夾具不同，Fortus 3D打印機可在任何時間段均可進行生產，整個生產過程無需人工監督。

     對客戶而言，產生的效益非常明顯。Guilbault表示：“我們成功地將整個設計與制造周期從傳統制造模式下的16~20周壓縮至3~5周。”

     Solaxis夾具的尺寸是34英寸x 22英寸，重量僅為28磅，足夠輕便，任何人都能挪動。如今，每個操作員都希望其工作臺上配備了這樣的夾具。另外，通過使用Solaxis夾具，工人每個周期可平均節省4秒的時間。一般而言，組裝密封條的員工每年可進行250,000個周期，因此，供應商節省了數百小時的勞動時間。Guilbault表示：“單憑周期的時間增益就足以證明3D打印夾具的價值所在。所以，他們的投資回報率在短短12個月內就實現了。”

     在與Solaxis合作之前，客戶經常遇到合規性問題。交付給原始設備制造商（OEM）的夾具經常被退回，不僅檢修時間冗長，而且檢修成本高昂。 Stratasys 3D打印技術使Solaxis能夠不斷地改進夾具，節省了客戶的生產時間與成本。反過來，汽車供應商也大大提高了向其OEM客戶提供門密封條的可靠性。過去兩年內，未出現任何合規性問題，這也就意味著Solaxis的獲利也大幅提升。

案例二：

美國專業賽車隊Team Penske攜手Stratasys將3D打印引入賽車界

    Stratasys通過其3D打印技術為Team Penske制造工具、賽車零件和工程原型，并提供有關定制化賽車運動應用和材料工程方面的技術支持。

01付出就會有回報

    在賽車界，Team Penske是勝利的代名詞，其傳奇歷程源自于創始人Roger Penske的卓越領導力與眾成員對于勝利的不懈追求。迄今為止，該車隊贏得了440多場主要賽事的勝利和500次桿位（首發），并在29場國家錦標賽（其中涵蓋開輪式、汽車和賽車項目）中獲得了優異成績，這更是凸顯了其追求卓越的高貴品質。但對于Team Penske而言，要立于不敗之地，就必須不斷地打破現狀，挑戰未來，而技術正是實現這一目標的基石。

     Team Penske總裁Tim Cindric表示：“在當今的比賽中，技術扮演著重要角色。” Cindric認為，賽道不是技術的發源地，而是技術的展示臺。Team Penske已經完全采用的一項技術就是“增材制造”技術。而Stratasys 3D打印解決方案加速了Team Penske將創意向現實的轉化。Cindric補充道：“這項技術使我們得以用最少的時間來產生創意，并以最可靠且最有效的方式將它實現。它賦予了我們更多創意上的可能性。”這一點完全能夠理解，因為對于Team Penske而言，增材制造解決方案涵蓋了很多領域。

    Team Penske生產經理Matt Gimbel表示：“我們于21世紀初首次開始使用3D打印，當時主要用它來支持風洞模型項目。之后，就將它用于制作治具和夾具，以及我們復合材料部門的沖刷模具和賽車零部件等。”增材制造最大的一個價值，就是能夠通過打印和調整設計的方法來快速驗證創意的可行性。Team Penske復合材料工程師Andrew Miller表示：“我們正在盡可能快地實現汽車升級。3D打印組件使我們可以快速進行多次迭代，并且節省了大量時間。”

   Matt Gimbel補充道：“如果我們不能加快實現進度，那么就有可能輸給其他車隊。3D打印使我們能夠將這些創意轉化為那些可能無法用其他任何制造方法生產的零件。”

除了速度以外，FDM?和PolyJet?附加解決方案均還提供了所需的精確度及可靠性。Andrew Miller表示：“生產組件時，我們對這些設計及其將實現的功能充滿信心，這也使得我們能夠更快地將其落實到比賽現場。”

     IndyCar燃料探頭手柄的重新設計就是一個很好的例子。這種探頭手柄以前都由鋁制的，非常笨重，不易使用，而且外形方面不具吸引力。Team Penske構思了一種更輕巧、更符合人體工程學的流線型設計。然而，距離Indy500大賽只剩幾天的時間，根本不可能通過采用傳統制造方法來實現。相反，依靠3D打印的組合模具和自犧牲模板，再加上Stratasys的通力合作，Team Penske及時為比賽產生出了六個全新的探頭手柄。Miller表示：“我們所有組件的生產都沒有出現任何故障或任何問題，這對我們的制造過程來說是一項重大壯舉。”

    考慮到3D打印的使用范圍，精準定位其最大價值對Team Penske而言極具挑戰性。Matt Gimbel認為，3D打印的最大價值在于能夠使用由3D打印機直接為其賽車制作零件，他以一種為駕駛員提供新鮮空氣的一氧化碳過濾器的開發為例：“新設計最初是打算由碳纖維來制造的，但我們把這些部件打印出來并做了測試之后才意識到，那不僅是一個偉大的設計，而且零件制造的材料非常好，完全適用于賽車。”

    盡管增材制造對Team Penske而言不算什么新技術，但Gimbel認為他們只不過才觸碰到了3D打印的冰山一角。Gimbel 說：“未來，3D打印在賽車行業里還有很長的一段路要走，而且它適用范圍極廣。我認為，目前還沒有人能夠真正知曉3D打印的全部潛力。

最后，Tim Cindric總結道：“通常情況下，我們的所有競爭對手最終都會在相同的時間點采取相同的解決方案。但我們需要采取下一代解決方案，而Stratasys幫助我們更快地找到了下一代解決方案。”

    在賽車快速迭代與最終零部件制造中，Team Penske采用的Stratasys 3D打印技術就包括尼龍12碳纖維材料3D打印，在制造IndyCar 和 NASCAR兩款賽車時都應用了Stratasys的尼龍12碳纖維材料3D打印技術。

   Team Penske為其NASCAR賽車制造了尼龍12碳纖維3D打印后視鏡外殼。該外殼不僅具有高抗沖擊性和高剛度，并且重量輕盈。這種碳纖維增強尼龍材料的剛度在制造薄壁零部件時有著特有優勢，用它們制造的零部件在空氣動力載荷下不會彎曲變形。

      這些案例讓我們更加相信，3D打印將在汽車行業發扮演加“科幻”的角色，更好地滿足人們對于未來汽車的想象。讓我們共同期待吧！