今天，3D打印作为汽车行业快速原型制作工具外，汽车制造商越来越认识到AM作为生产复杂功能部件的一种手段的优势，从缩短交货时间和生产成本到简化供应链，3D打印为汽车行业提供了一系列优势。下面睿现小编将探讨3D打印对汽车行业的优势以及未来的机遇？
3D打印对汽车行业的好处
1.设计创新
3D打印可用于创建传统制造方法无法实现的复杂的设计，在创建定制功能部件时，此功能特别有用。由于几何形状是影响零件重量和性能的关键变量，因此增材制造的设计灵活性为生产高度复杂，轻质的零件提供了理想的方法。这种能力的可能性是无穷无尽的，汽车制造商能够创造更快，更轻，更优化的车辆。
由于减重是汽车原始设备制造商关注的一个关键领域 – 较轻的车辆通常具有较低的燃油消耗 – 设计工程师也可以从拓扑优化和生成设计等工具中受益。这些可用于移除指定区域中的材料，并创建具有优化重量和性能的零件。
2.简化装配
零件合并是汽车OEM可以从3D打印中受益的另一种方式。由于传统制造方法缺乏3D打印的设计自由度，因此通常必须生成多个组件以创建零件。3D打印通过减少装配阶段所需的部件数量简化了装配过程。克服对多个零件的需求有助于减少材料使用和装配时间/成本。
3.定制
Automaker MINI为客户提供定制零件
随着制造业越来越倾向于大规模定制，汽车原始设备制造商必须越来越多地寻找方法来创造适合其客户需求的车辆。3D打印提供了一种经济高效且灵活的方式来生产定制零件,为客户提供定制选项是汽车制造商旨在改善客户体验和提高竞争优势的一种方式。
现阶段，采用3D打印进行定制的汽车行业的一部分是豪华车，小批量生产是常态，3D打印可用于在相对较短的时间内根据特定客户要求创建零件。Mini是一个很好的例子：德国 – 英国汽车制造商最近转向3D打印，使客户能够订购定制零件，如装饰部件和门把手。在提交所需设计后的预计交付周期为四周，很明显该技术有可能改变产品设计阶段，客户对其车辆的外观有更大的发言权。
材料
许多汽车应用需要将韧性和延展性与耐热性和耐化学性相结合的材料。因此，使用高强度聚合物（尼龙），塑料（ABS，PLA）和金属（铝，钢合金，钛）的3D打印是生产功能性汽车部件和工具的最常见选择。目前正在研究使用碳纤维复合材料进行3D打印的可能性，碳纤维复合材料可用于制造更轻的汽车部件。
将3D打印集成到汽车生产过程中
- 产品开发和验证
由于可以在更短的时间内（并且只需很少的额外成本）产生多个设计迭代，3D打印是产品开发的有效工具。通常，在最终设计达成一致之前，零件必须经过几个设计周期，通过3D打印，这个阶段可以大大加快。另外，可以相对快速地进行成本有效的设计改进，因为该技术不需要昂贵的工具来生产原型
使用3D打印进行原型设计，测试和性能验证是目前汽车行业中该技术的最大应用之一。3D打印的低生产成本意味着设计工程师在投资昂贵且通常劳动密集型的模具进行端部生产之前，可以首先检查组件的适合性和功能。
- 工装
工具广泛用于汽车行业，以帮助生产高质量的产品。增材制造可以通过创建夹具和其他定制工具设备来补充这一过程。大众欧罗巴装配厂已经在内部使用AM 生产模具设备，而不是从第三方供应商那里采购工具设备。通过10天的定位和螺丝组装周转，AM清楚地表明自己是一种具有成本效益的模具生产投资回报，从而增强了整个生产过程。
- 端部生产
Bugattis 3D打印制动钳据说是最大的钛功能部件
尽管增材制造最初被用作原型制作工具，但AM技术和材料的最新进展使得可以生产中小尺寸的终端部件。这可以是从外部部件到内部部件，例如波纹管、复杂管道、安装支架和发动机部件。布加迪就是一个例子：这家豪华汽车制造商宣布已生产出全功能的钛制刹车卡钳 – 完全采用3D打印。
- 备件
汽车制造商可以利用3D打印的优势——按需创建备件。由于存储备件（通常很少订购）零件的高库存成本，3D打印提供了一种经济有效的方法来按时和按需生产所需的零件，从而缩短交货时间，降低库存成本并简化供应链。
汽车行业面临的挑战
批量生产： 虽然汽车原始设备制造商越来越多地将AM系统纳入开发和生产，但更广泛采用的一个挑战是产量。仅在2017年就生产了超过8000万辆汽车，汽车行业严重依赖大批量生产。因此，3D打印不应被视为传统制造方法的替代品，而是作为小批量定制端部件的补充工具。
构建规模： 汽车制造商面临的另一个挑战是许多AM系统的构建规模有限，尽管可以使用3D打印技术生产较大的零件，但这必须以模块化零件的形式完成。这些当前必须通过其他过程（例如焊接）组装或连接在一起。然而，大规模增材制造是一个重要且不断增长的研究领域，正在积极研究和开发能够支持更大尺寸的技术，如线弧增材制造（WAAM）和大面积增材制造（BAAM）。
AM技能差距： 如果技术要更广泛地起飞，还必须解决对开发AM特定技能的额外投资。增材制造设计以及AM系统，材料和后处理的操作和维护都是必须开发和培养的重要技能。虽然AM目前的技能差距已经说了很多，但与大学的合作和内部培训计划是确保熟练人才库能够与AM技术的特殊性相结合的一种方式。
前方的路
随着汽车制造商继续寻找3D打印的新应用，3D打印用于端部件生产越来越受到关注。在这种背景下，汽车行业可能会见证更多3D打印的功能组件，例如3D打印的轮子、轮辋甚至轮胎。
