3D打印汽車有望2015年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)

耗時(shí)2,500小時(shí)(104天)，一臺(tái)兩座三輪、車身完全由3D打印機(jī)制作完成的單體式汽車Urbee 2在今年年初問(wèn)世。Urbee由來(lái)自加拿大的Jim Kor和他的Kor Ecologic團(tuán)隊(duì)操刀設(shè)計(jì)，借助美國(guó)3D打印公司Stratasys的打印機(jī)制作而成。

據(jù)福布斯中文網(wǎng)報(bào)道，Urbee 2車身重1,200磅，采取混合動(dòng)力系統(tǒng)，城市里完全靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在高速公路行駛時(shí)再啟動(dòng)裝滿乙醇燃料的內(nèi)燃機(jī)，最高時(shí)速能實(shí)現(xiàn)60-70英里/時(shí)。

100年前，世界上第一輛在流水線上生產(chǎn)的轎車——福特Model T誕生。它讓“世界裝上了輪子”，讓普通美國(guó)民眾都能買得起車。100年后，汽車行業(yè)陷入了創(chuàng)新難的怪圈，如何變革汽車制造流程拷問(wèn)著每家汽車公司。

而現(xiàn)在，以3D打印技術(shù)為代表的數(shù)字化制造技術(shù)將為汽車生產(chǎn)模式、生產(chǎn)周期，以及上下游產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)革命性的顛覆。

大幅減少零部件數(shù)量

一輛汽車有成千上萬(wàn)個(gè)零部件，由3D打印的Urbee車身僅用了50個(gè)零部件。最早，設(shè)計(jì)師都是用手工制作模型，所用材料包括木材、泡沫、塑料、金屬以及玻璃纖維等。但隨著3D打印技術(shù)(也叫做快速成型法)的出現(xiàn)，一個(gè)設(shè)計(jì)從圖紙到模型只需幾天的時(shí)間。

大約四年前，Jim和他的團(tuán)隊(duì)帶著Urbee 一代找到美國(guó)3D打印生產(chǎn)商Stratasys(這家公司成為了第一把3D打印手槍的打印機(jī)供應(yīng)商)和公司旗下數(shù)位制造服務(wù)(RedEye On Demand)。借助于Tebis軟件，Urbee 1粘土模型被成功掃描成了三維CAD文件。運(yùn)用Stratasys公司的專利技術(shù)FDM(熔融沉積成型)打印出一體成型的車身，車體結(jié)構(gòu)呈半空心蜂窩狀，擁有和傳統(tǒng)汽車同等的強(qiáng)度重量比，但重量卻不到普通汽車的一半。

熔融沉積成型技術(shù)

熔融沉積成型技術(shù)(FDM)到底是怎么運(yùn)作的?簡(jiǎn)單說(shuō)，就是由電腦操控的噴膠槍將塑料在噴頭處加熱至熔融態(tài)，沿著x-y水平面擠壓液體，并控制噴灑的量使其均勻鋪在工作臺(tái)上，材料冷卻后凝固，一層完成后工作臺(tái)下降一層，噴膠槍繼續(xù)運(yùn)作直至最后成型。

Urbee 1的擋泥板、車身鑲板、車窗都是用3D打印機(jī)完成。Jim稱噴膠槍擠出的ABS塑料絲像頭發(fā)絲一般細(xì)，打印機(jī)能準(zhǔn)確無(wú)誤地捕捉到每一個(gè)細(xì)節(jié)。

彈性設(shè)計(jì)、柔性制造

Jim的戰(zhàn)略是先打印一個(gè)1/6的成比例模型，一旦這個(gè)“縮小版”的模型打印完成，各個(gè)零部件都能完美匹配，他們才決定打印全尺寸模型。RedEye On Demand很快就交付了全尺寸的車身鑲板，Jim再將其焊接在金屬制的底盤模型上。整個(gè)車身大部分選用的ABS白色塑料。

為了讓產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)最佳效果，設(shè)計(jì)師們通常會(huì)反復(fù)修改、重新設(shè)計(jì)。但在傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域，修改意味著成本的上升和交付時(shí)間的延遲?？焖俪尚图夹g(shù)允許設(shè)計(jì)師犯錯(cuò)、修改，但不會(huì)造成過(guò)多的時(shí)間成本和材料成本。公司無(wú)需容忍有瑕疵的設(shè)計(jì)，因?yàn)?D打印技術(shù)讓設(shè)計(jì)變得更靈活，讓制造變得更具柔性。

目前Jim還沒(méi)決定用哪種車身材料，但他透露會(huì)融合兩種纖維材料：一種高強(qiáng)度并具有脆性，另一種可塑性強(qiáng)，而且這兩種材料是無(wú)污染、100%可回收的。 Stratasys公司的3D打印機(jī)支持同時(shí)打印兩種不同的材料。

重塑汽車產(chǎn)業(yè)鏈

Jim認(rèn)為數(shù)字制造技術(shù)將重塑未來(lái)的工廠：一臺(tái)臺(tái)3D打印機(jī)正大規(guī)模地生產(chǎn)零部件。車身用3D打印出來(lái)后，剩余的零部件可以在該地區(qū)進(jìn)行組裝和加工，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、銷售、回收各個(gè)環(huán)節(jié)都集中在生產(chǎn)地，從而有效降低成本。

汽車產(chǎn)業(yè)是全球化的縮影：各個(gè)零部件從不同國(guó)家和地區(qū)運(yùn)過(guò)來(lái)，集中在一個(gè)地方進(jìn)行組裝、加工、成型，最后銷往全球。而3D打印技術(shù)將打破傳統(tǒng)的汽車制造模式，不再有全球供應(yīng)鏈，汽車制造將走向地區(qū)化。

同時(shí)3D打印技術(shù)也讓小規(guī)模個(gè)性化定制汽車成為可能，顛覆了以往汽車制造組織化、規(guī)?；牧魉€生產(chǎn)模式。“每輛車都是獨(dú)一無(wú)二的，這不是說(shuō)消費(fèi)者多了幾個(gè)可供選擇的個(gè)性化功能，而是讓每個(gè)人都能設(shè)計(jì)一輛彰顯自己個(gè)性的汽車。雖然這聽(tīng)上去不現(xiàn)實(shí)，但隨著3D打印成本的降低和技術(shù)日趨精益，3D打印汽車離我們其實(shí)并不遙遠(yuǎn)。”Jim在采訪中表述他對(duì)3D打印的未來(lái)期望。

盡管3D打印技術(shù)縮短了汽車生產(chǎn)的周期，但這并不意味會(huì)犧牲汽車“安全性”、“可靠性”、和“抗撞擊性”。Jim說(shuō)，Urbee 2會(huì)按照賽車的安全標(biāo)準(zhǔn)，不使用安全氣囊。熔融沉積技術(shù)能確保打印出來(lái)的汽車結(jié)構(gòu)是輕盈且堅(jiān)固的;采用鉻鉬鋼制作的防滾架，調(diào)整擠壓區(qū)的位置以更好地吸收碰撞時(shí)產(chǎn)生的能量。

汽車是資金密集形行業(yè)，Urbee項(xiàng)目的資金從哪里獲得?答案是眾籌。吉姆計(jì)劃于今年六月在Indiegogo或Kickstarter上發(fā)起項(xiàng)目募資。“如果資金到位，我們將用一年的時(shí)間使Urbee車身內(nèi)外全使用CAD設(shè)計(jì)，一年的時(shí)間打印以及造車，2015年希望能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。”

Jim在采訪中透露，他正在醞釀一個(gè)野心勃勃的計(jì)劃，在今年駕駛著Urbee 2從舊金山出發(fā)，跨越美國(guó)大陸，行至紐約，而整個(gè)旅途僅耗費(fèi)10加侖的乙醇燃料。