“打印”的汽車你敢坐嗎

張安彤

不論是個性化還是智能化，終點都是人性化。

小時候捏橡皮泥，女生大都愿意創(chuàng)造各種模樣的小人兒，男生則傾向于把橡皮泥捏成可能幾十年后都生產(chǎn)不出的汽車形狀。

誰曾想到，童年的過家家游戲，如今竟有了可以對照的現(xiàn)實，快速“捏”出一輛個性造型的汽車已經(jīng)變成可能——得益于已經(jīng)在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的3D打印技術(shù)。

深圳市一輛3D打印方程式賽車吸引了眾多觀眾的眼球。

市場研究公司Allied Market Research近日發(fā)布的一份汽車行業(yè)3D打印市場報告預測，到2022年，全球汽車行業(yè)3D打印市場將達到23.91億美元。換句話說，在未來五年內(nèi)，越來越多的車企會開始采用或加強3D打印技術(shù)的應(yīng)用。

用其他材料替代橡皮泥快速造出零部件甚至整車，一切聽上去似乎太過美妙而不真實，汽車這一追求細節(jié)的工藝品，真的能被3D打印扭轉(zhuǎn)命運嗎？

總共分三步

3D打印技術(shù)又叫做“快速成形技術(shù)”或“增材制造技術(shù)”，它與傳統(tǒng)的“去除材料”加工方法反向而行。

比如，傳統(tǒng)流程設(shè)計一輛汽車模型，要經(jīng)過制圖紙、擬3D模型、加工油泥模型的過程。在第三步，設(shè)計師要像粉刷匠一樣，先把由滑石粉、凡士林、工業(yè)用蠟混合而成的油泥涂到汽車骨架上，再變身雕塑家，刮除冗余，塑造出汽車最終的外形。

3D打印技術(shù)沒有第三步，設(shè)計師直接把擬好的3D模型數(shù)據(jù)輸入3D打印機，就能較為快速地打印出汽車油泥模型。

總體而言，這種技術(shù)以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，先用計算機設(shè)計好三維數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)導入3D打印設(shè)備，最后設(shè)備用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料疊層打印，實現(xiàn)數(shù)字化+智能化的設(shè)計制造。

要打印的物件復雜些無所謂，因為理論上3D打印程序能快速且精準地打印出各類復雜形狀的物體。有這種特性，作為復雜工藝品界的“扛把子”，這種把汽車3D打印出來的操作，還挺靠譜。

有一家名為Local Motors的汽車公司，這幾年來不遺余力地展示其號稱“全球第一輛”的3D打印汽車，雖然年年口號不變、數(shù)據(jù)相似，但它可能是最接近“整車打印”的操作實例了。

這臺車名叫Strati，屬性為3D打印雙人電動車，用的打印材料是增強型塑料碳纖維，堅固且相對便宜。官方稱，打造這么一臺車只用44個小時，它由40個零部件組成，最高速度為80公里/時，搭載6.1千瓦時電池，能跑大約100公里。

44個小時都完成了哪些動作？Local Motors CEO羅杰斯的回答總共4句話，“先把數(shù)字文件放進打印機打印出汽車的大致形狀，再用修邊機銑削切割出你想要的確切的模型，再裝上發(fā)動機、輪子等非3D打印的零部件”，最后一句是，“好了，車你可以開走了。”

“致命傷”得治

用44小時打印出一臺車是Strati的“驕傲”，但實際上，Strati身上的電池、電機、輪胎、座椅、玻璃……依舊由傳統(tǒng)制造方法獲得，這指向著目前3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的“致命傷”。

一方面，金屬、樹脂、塑料等是如今3D打印材料的主流，材料受限直接影響的是3D打印的領(lǐng)域和規(guī)模。像汽車的發(fā)動機、變速器等很多零部件都對強度有著極高的要求，3D打印不怕這些零部件造型奇特，只怕不能很好地保障它們的耐用度。

另一方面，3D打印是一種“增材制造技術(shù)”，打印出的成品以層疊方式拼接在一起，美不美觀另說，大部分成品垂直方向的受拉和受壓強度會相對弱些。這也是為什么許多車企只將3D打印用在原型制造上的原因——成品精度和質(zhì)量提升不了，就只能一直做原型，無法變?yōu)榱慨a(chǎn)產(chǎn)品。

這些目前的技術(shù)劣勢折射出一個現(xiàn)狀，即在汽車身上，3D打印未來一段時期不能完全代替大規(guī)模、大批量的傳統(tǒng)加工制造業(yè)。

老牌汽車制造商福特就正在這個無奈的現(xiàn)狀中踱步。它既認為這項技術(shù)將會給汽車制造業(yè)帶來重大突破，又承認3D打印此刻更適合用于交單量較低的汽車制造當中。

今年3月，福特對外宣布自己正在測試用于制造大型汽車零部件的3D打印技術(shù)，欲以此推動汽車零部件量產(chǎn)。合作方是3D打印巨頭Stratasys公司，要打印的是大型工具、固定裝置和組件，但依舊是小批量。

福特們要想沖破這種被動局面，很大程度上取決于“致命傷”什么時候會被治好。不過，一旦3D打印技術(shù)的提升與技術(shù)鏈的構(gòu)建愈加相輔相成，行業(yè)就會滋生新的靈感和方向。

人性化的未來

對消費者來說，“3D打印一輛車”這件事講到這里，已經(jīng)可以看見3D打印技術(shù)與汽車制造之間的聯(lián)結(jié)愈加緊密的趨勢。再假設(shè)一下，若在不久的未來，“致命傷”已除，屆時3D打印能夠給消費者帶來的體驗會有多美妙。

其中，個性化定制和智能化設(shè)計是最突出的兩點。

個性化定制，“所見即所得”，指的不只是定制一件衣服，同樣也是定制一輛屬于自己的汽車，就像小時候捏橡皮泥。消費者可以依據(jù)自身性格、喜好、習慣對制造商提出要求，具體到座椅顏色、儀表盤排布、甚至汽車的外觀形狀……而且這些要求都能提前可視化，中途也可以更改，3D打印的精準度優(yōu)勢由此可見。

智能化設(shè)計更難想象一點，舉個輪胎的例子吧。米其林最近展示的一款VisionaryConcept非充氣式概念輪胎，稱應(yīng)用了冷固化3D打印技術(shù)，所以輪胎胎面可以由車主自行設(shè)計、隨時更換。

米其林說，輪胎可以向汽車發(fā)送胎面的磨損信息，汽車便可以根據(jù)行駛的路況重新打印輪胎。信息會通過App顯示在駕駛者的手機上，胎面也能提前被預訂打印。

聽上去，概念輪胎不僅把手工換胎里的“手工”抹去了，也給3D打印在整車智能應(yīng)用上提供了靈感。在打印一輛車可能只需要幾個小時的未來，將計算機的設(shè)計數(shù)據(jù)與手機應(yīng)用結(jié)合，消費者自己就能打印一臺車的可能性，越來越大。

而不論是個性化還是智能化，終點都是人性化。如果3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用堅持這個方向，被扭轉(zhuǎn)命運的可能不僅是汽車本身，還有整個汽車制造產(chǎn)業(yè)鏈。在這個層面上，流水線的生產(chǎn)模式會逐漸被削弱，汽車的制造流程會更快、更新、更貼近“人”。