3D打印碳纤维制造新款阿斯顿马丁DB [复制链接]

先简单说一下，增材制造就是3D打印，3D打印也就是增材制造。

增材制造技术在小规模生产精密加工领域优势的不断被认可，很多汽车公司选择在生产中引入这项技术，包括在制作样件、制作备件、打印整车（试作车）、批量生产零件、分布式生产等方面都在应用。从布加迪到保时捷再到雪佛兰，从公共汽车到豪华定制车，都可以见到3D打印的身影。

据悉，英国著名汽车制造商阿斯顿·马丁在加利福尼亚州举行的圆石滩ConcoursdElegance期间，首次推出DBR22：V12新型发动机双座客车设计理念，这是为了庆祝阿斯顿·马丁(AstonMartin)品牌旗下的QbyAstonMartin部门成立十周年，其中的关键创新之一在于DBR22采用了3D打印的后副车架。

阿斯顿马丁首席技术官RobertoFedeli对外宣传：“制造工艺对DBR22的建造至关重要，我们在整个过程中广泛使用碳纤维，并使用3D打印制造结构部件。因此，DBR22展示了阿斯顿马丁的独特能力，其世界一流的设计与灵活、智能的工程和生产方法相结合。对于一款旨在庆祝终极定制服务的汽车而言，工程开发意味着DBR22真正拥有与之相匹配的动态观感，确保驾驶与外观一样令人着迷。”这是阿斯顿马丁第一次在汽车生产上引入增材制造方法。车架组件由多个用铝打印的3D打印部件制成，然后将它们粘合形成成品副车架，这是由汽车3D打印先驱如Divergent引入的一种技术。优点很明显，显著减轻了重量且不降低刚度，并且能够根据需要为超小体积模型制造特殊零件。Divergent创始人KevinCzinger在Linkedin上证实：“公司很自豪能与AstonMartinLagondaLtd和其他主要的全球OEM合作，改变汽车设计和工程的未来。在接下来的几年中，Divergent团队将在美国和欧洲扩展多个模块化工厂，以部署Divergent自适应生产系统(DAPS)。此外，我们还是许多主要OEM品牌的一级供应商，其车架和悬架系统的量产计划范围从每款车型每年辆到年将达到数万辆。”

DBR22设计理念展示了阿斯顿马丁设计师的全新车身。一个特别值得注意的特点是全新的前格栅，它采用了独特的碳纤维设计，取代了阿斯顿马丁系列产品中常见的纹理。发动机罩有一个马蹄形通风口，凹入式有助于来自位于其下方的5.2升V12双涡轮增压发动机的气流。这条长而完整的发动机罩线将视线拉回驾驶舱，越过低线挡风板和镜子，这些挡风板和镜子安装在车门顶部的细长防风碳纤维臂上。

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增材制造在汽车领域的应用

增材制造技术在汽车行业的应用已经取得了显著的发展，已局部实现了汽车零部件量产。该技术对于整套汽车工业生产体系，展现出非比寻常的意义，它的存在，或许就是支撑未来汽车革命的关键支柱之一。以下就盘点近期增材制造在汽车领域的知名应用。

保时捷：3D打印座椅

保时捷逐渐为集团旗下、等车系给予3D打印健身运动式坐椅可选。与此同时，现阶段早已交货的车系一样能够变更新坐椅，该坐椅支撑点性、座姿都将更为符合人体工学。根据保时捷官方网外宣，最新款健身运动坐椅所有由3D打印生产制造，椅背中间一部分还能够给予三种不同的强度可选择。保时捷试车手LarsKern在感受三维打印坐椅后表明，“该在检测全过程中澳的坐椅帮我留下来了深入的印象，它更符合人体工学，有着略低的座姿、改善的大腿根部支撑点，与跑车中的坐椅类似。此外，它的自然通风性也让人印象深刻。”

通用AIC中心：24台金属和非金属3D打印机

年3月，通用汽车(GM)开设了一个平方英尺的3D打印设备中心——AIC，其中包括24台金属和非金属设备。增材工业化中心(AIC)专门致力于在汽车行业内实现3D打印技术的生产化，该中心被认为是通用汽车在3D打印领域增加专业知识和投资的标杆应用中心。作为标杆，通用汽车已经很好地掌握了3D打印作为原型设计工具的能力，许多部件都是在各种测试环境中用于预生产车辆的功能模型。据悉，通过不懈努力，通用汽车已经成功解决了早期工具成本费用昂贵以及一系列零件上快速迭代的问题，在雪佛兰克尔维特（ChevroletCorvette）的制动冷却管道开发过程中，该公司利用增材制造技术将时间缩短了9周，成本降低60%。通用汽车目前正致力于推进和扩大3D打印的应用范围，他们通过增材制造生产手动工具、自动化组件和快速响应解决方案，能够合并设计，减少零件数量并减轻重量。例如，他们使用设备3D打印了近个手工工具，用于新款全尺寸的SUV，他们使用了尼龙碳纤维复合材料代替铝材，重量从30磅降至仅3磅。随着AIC投入使用，通用汽车希望更进一步生产车辆上的终端部件。与此同时，凯迪拉克还宣布CT4-VBlackwing和CT5-VBlackwing将成为通用汽车首批采用3D打印部件的量产车。这些部件包括手动换挡旋钮上的一个徽章、一个电线束支架和两个HVAC管道，均以降低成本和提高效率的方式生产。这对通用汽车来说是一个重要的里程碑，企业希望加快3D打印终端部件的量产。

LocalMotors：使用3D打印技术为OLI2.0自动驾驶电车完成部件升级

年12月16日，汽车原始设备制造商LocalMotors宣布为其3D打印的自动驾驶电动车Olli2.0进行了一系列的部件新升级。在美国成功推广后，LocalMotors公司在欧盟区域推广时遇到阻碍。根据欧盟的规定，需要装配一套挡风玻璃雨刷。LocalMotors公司欧洲、中东和非洲地区总经理CarloIacovini：Olli正在世界各地的校园、体育场、工业区和当地社区运营。为了批准在欧洲的部署，它需要一些美国市场上不需要的额外部件。为了制造关键的部件，该公司与意大利的3D打印服务提供商CRPTechnology开展合作，利用CRP专有的Windform复合材料，这两家公司现在已经设计、3D打印并集成了一些额外的挡风玻璃雨刷升级，以支持欧洲项目的获批。

SpyrosPanopoulos：匹马力3D打印超跑CHAOS

希腊汽车制造商SpyrosPanopoulos汽车公司（SPA）将推出一款匹马力的"超跑"，具有独特的基于3D打印设计理念。SPA即将推出配备了12,转/分V10发动机的跑车叫作"Chaos"，它的特点是采用羽毛状的3D打印车身面板，能够在两秒内从0加速到60英里/小时。为了让超跑达到速度目标，SPA计划使用"Anadiaplasi"制造工艺对Chaos的一些元素进行轻量化。比如打算为匹马力的超跑配备3D打印的四路排气管，以及基于钛和镁的制动卡钳和转子毂。此外，据传Chaos未来主义的车身78%也是3D打印的，车的部分发动机也是如此，如发动机组、活塞、连杆、凸轮轴和进气阀，而轻质车轮也将由钛打印而成，据说采用的方法与GEAdditive的电子束熔化（EBM）技术相似。

汽车零部件厂商Divergent：全面加速增材制造工业化进程

SLMSolutions与Divergent自年建立联合开发关系。Divergent一直在其位于洛杉矶的展示基地中使用着3台NXGXII原型设备，这使得他们能够更高效地进行开发，同时加速设备所生产的零部件投入市场的时间。加上新购置的3台设备，Divergent共计将安装6台NXGXII设备，届时Divergent也将成为美国地区安装最多NXGXII设备的公司。而除此之外，Divergent还安装有7台SLM设备，3台SLM设备以及1台SLM设备。Divergent最初的工厂部署中还包含有众多复杂的自动装配结构，在未来的两年中它们将陆续投入使用。Divergent将进一步扩大其先进设施的规模，这些设施将共同支持Divergent自适应生产系统，并促进可持续生产，其中包括主流汽车制造商的外包项目，同时也包括即将启动的Czinger21C超级跑车批量化生产计划。

大众汽车：金属3D打印零件年产量达10万个

年6月19日，大众汽车公司对外宣称了它正在德国沃尔夫斯堡的总部使用一种名为"粘合剂喷射（Binderjetting）"的新型3D打印工艺，这种工艺使制造的部件比传统用钢板制造的部件要减轻50%的重量。粘合剂喷射法用一种两步法取代了传统3D打印中使用的激光，其中包括使用一种粘合剂来构建部件。大众汽车公司表示，这种工艺使其能够降低成本并提高生产力，并且它们是目前唯一使用该工艺的汽车制造商。具体而言，用Binderjetting工艺制造的第一批零件（目前正在等待内部认证）是T-Roc敞篷车的A柱部件。这些部件的重量是传统制造工艺的一半左右，大众汽车公司表示，它们已经对3D打印部件的防撞性进行了测试。大众汽车公司宣布，与西门子建立了软件合作关系，加强与惠普公司现有的打印机合作。这样可以获得更多的生产优势，嵌套叠加打印零件，即在同一个打印室中同时制造多个零件。大众汽车公司说，这些创新加在一起，将使3D打印技术变得足够低价，使其在大规模生产的车辆中变得可行。

福特：大规模生产金属3D打印汽车部件

福特汽车公司（NYSE:F）公开表示，将在未来两到三年内用金属3D打印技术大规模生产一种新的汽车部件。福特公司的3D打印技术负责人HaroldSears：依靠ExOne（NasdaqONE）的金属粘合剂喷射技术来实现最终部件的全面生产。随着不断完善这个项目的大规模生产工艺，福特还计划将这项技术用到其他部件的生产中。福特最近与ExOne公司合作3D打印了铝，其物理性能可与压铸部件媲美。以可重复的方式3D打印和烧结金属的能力使福特"相信3D打印可以支持汽车的数量"。

AscensionDesign：3D打印2片式钛合金轮毂

设计公司AscensionDesign展示了世界首款可实际使用的3D打印2片式钛合金轮毂，据公司负责人介绍，该轮毂已通过国家标准的性能测试实验，满足上路的性能条件和要求，将会在不久后交付给第一批客户装车上路。据了解，该轮毂规格为20寸，外圈由碳纤维材质，内圈由钛合金整体3D打印（使用成型尺寸可达mm的铂力特四激光大型SLM金属3D打印机）而成，打印部分直径为mm，单个轮毂重量为10kg，相比传统轮毂重量减少40%，整体性能提高30%以上。据负责人介绍，相比于传统制造方法，3D打印可实现轮毂的定制化，真正的满足不同客户的定制化需求，并且创造出传统制造方式无法达到的酷炫造型。

斯柯达：3D打印技术精简汽车生产流程捷克汽车制造商斯柯达宣布，它将持续使用3D打印技术来生产汽车原型、备件和工具，进而达到精简其汽车生产业务的目的。作为"让3D打印工厂更灵活"项目的一部分，斯柯达公司已经建立了一些打印工厂，采用了由Prusa等公司开发的系统。该公司的增材制造计划最近得到了捷克共和国工业联合会的认可，该项目现在被认为是该国过去一年中最具创新性的五个工业4.0应用之一。此外，斯柯达还宣布了其即将推出的"FORCE--未来工厂"计划，这一计划将加快他们公司许多生产设施中进行数字化升级进程。

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降低成本，提升工作效率，缩短开发时间

由于一款新车的开发过程很复杂，汽车制造商在新车型的研发阶段经常要花上几年的时间。这段时间主要用于设计、测试和迭代想法，这意味着需要快速的原型设计和较短的交货时间。汽车制造商可以利用3D打印机来简化内部生产，而不是仅仅为了几个小批量零件的原型而投资整个生产线或模具。除了使公司能够在更短的时间内完成新的设计之外，使用增材制造还可以大大节省成本，因为第三方制造商被完全淘汰了。当然，3D打印的使用案例也延伸到了制造工具，在那里可以在几小时内生产出夹具，以帮助装配线的操作。3D打印甚至在售后备件方面也有潜在的应用。当处理以前传统制造但现在已经过时的部件时，增材制造会特别方便，因为部件的采购可能成为一个真正的痛点。通过按需打印这些部件，公司可以确保更快的交货时间，同时减少对巨大的实物部件库存的依赖。

参考文献及图片来源：南极熊、白令三维3D打印、阿玛模塑