“打印”的汽車(chē)你敢坐嗎

張安彤

不論是個(gè)性化還是智能化，終點(diǎn)都是人性化。

小時(shí)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(chē)形狀。

誰(shuí)曾想到，童年的過(guò)家家游戲，如今竟有了可以對(duì)照的現(xiàn)實(shí)，快速“捏”出一輛個(gè)性造型的汽車(chē)已經(jīng)變成可能——得益于已經(jīng)在汽車(chē)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(chē)吸引了眾多觀眾的眼球。

市場(chǎng)研究公司Allied Market Research近日發(fā)布的一份汽車(chē)行業(yè)3D打印市場(chǎng)報(bào)告預(yù)測(cè)，到2022年，全球汽車(chē)行業(yè)3D打印市場(chǎng)將達(dá)到23.91億美元。換句話說(shuō)，在未來(lái)五年內(nèi)，越來(lái)越多的車(chē)企會(huì)開(kāi)始采用或加強(qiáng)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(chē)，一切聽(tīng)上去似乎太過(guò)美妙而不真實(shí)，汽車(chē)這一追求細(xì)節(jié)的工藝品，真的能被3D打印扭轉(zhuǎn)命運(yùn)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(jì)一輛汽車(chē)模型，要經(jīng)過(guò)制圖紙、擬3D模型、加工油泥模型的過(guò)程。在第三步，設(shè)計(jì)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(chē)骨架上，再變身雕塑家，刮除冗余，塑造出汽車(chē)最終的外形。

3D打印技術(shù)沒(méi)有第三步，設(shè)計(jì)師直接把擬好的3D模型數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)，就能較為快速地打印出汽車(chē)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(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)好三維數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)導(dǎo)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(shí)現(xiàn)數(shù)字化+智能化的設(shè)計(jì)制造。

要打印的物件復(fù)雜些無(wú)所謂，因?yàn)槔碚撋?D打印程序能快速且精準(zhǔn)地打印出各類(lèi)復(fù)雜形狀的物體。有這種特性，作為復(fù)雜工藝品界的“扛把子”，這種把汽車(chē)3D打印出來(lái)的操作，還挺靠譜。

有一家名為L(zhǎng)ocal Motors的汽車(chē)公司，這幾年來(lái)不遺余力地展示其號(hào)稱“全球第一輛”的3D打印汽車(chē)，雖然年年口號(hào)不變、數(shù)據(jù)相似，但它可能是最接近“整車(chē)打印”的操作實(shí)例了。

這臺(tái)車(chē)名叫Strati，屬性為3D打印雙人電動(dòng)車(chē)，用的打印材料是增強(qiáng)型塑料碳纖維，堅(jiān)固且相對(duì)便宜。官方稱，打造這么一臺(tái)車(chē)只用44個(gè)小時(shí)，它由40個(gè)零部件組成，最高速度為80公里/時(shí)，搭載6.1千瓦時(shí)電池，能跑大約100公里。

44個(gè)小時(shí)都完成了哪些動(dòng)作？Local Motors CEO羅杰斯的回答總共4句話，“先把數(shù)字文件放進(jìn)打印機(jī)打印出汽車(chē)的大致形狀，再用修邊機(jī)銑削切割出你想要的確切的模型，再裝上發(fā)動(dòng)機(jī)、輪子等非3D打印的零部件”，最后一句是，“好了，車(chē)你可以開(kāi)走了?！?/p>

“致命傷”得治

用44小時(shí)打印出一臺(tái)車(chē)是Strati的“驕傲”，但實(shí)際上，Strati身上的電池、電機(jī)、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(chē)領(lǐng)域應(yīng)用的“致命傷”。

一方面，金屬、樹(shù)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(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等很多零部件都對(duì)強(qiáng)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(shuō)，大部分成品垂直方向的受拉和受壓強(qiáng)度會(huì)相對(duì)弱些。這也是為什么許多車(chē)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(wú)法變?yōu)榱慨a(chǎn)產(chǎn)品。

這些目前的技術(shù)劣勢(shì)折射出一個(gè)現(xiàn)狀，即在汽車(chē)身上，3D打印未來(lái)一段時(shí)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(chē)制造商福特就正在這個(gè)無(wú)奈的現(xiàn)狀中踱步。它既認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)給汽車(chē)制造業(yè)帶來(lái)重大突破，又承認(rèn)3D打印此刻更適合用于交單量較低的汽車(chē)制造當(dāng)中。

今年3月，福特對(duì)外宣布自己正在測(cè)試用于制造大型汽車(chē)零部件的3D打印技術(shù)，欲以此推動(dòng)汽車(chē)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(dòng)局面，很大程度上取決于“致命傷”什么時(shí)候會(huì)被治好。不過(guò)，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(huì)滋生新的靈感和方向。

人性化的未來(lái)

對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，“3D打印一輛車(chē)”這件事講到這里，已經(jīng)可以看見(jiàn)3D打印技術(shù)與汽車(chē)制造之間的聯(lián)結(jié)愈加緊密的趨勢(shì)。再假設(shè)一下，若在不久的未來(lái)，“致命傷”已除，屆時(shí)3D打印能夠給消費(fèi)者帶來(lái)的體驗(yàn)會(huì)有多美妙。

其中，個(gè)性化定制和智能化設(shè)計(jì)是最突出的兩點(diǎn)。

個(gè)性化定制，“所見(jiàn)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(chē)，就像小時(shí)候捏橡皮泥。消費(fèi)者可以依據(jù)自身性格、喜好、習(xí)慣對(duì)制造商提出要求，具體到座椅顏色、儀表盤(pán)排布、甚至汽車(chē)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(zhǔn)度優(yōu)勢(shì)由此可見(jiàn)。

智能化設(shè)計(jì)更難想象一點(diǎn)，舉個(gè)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(chē)主自行設(shè)計(jì)、隨時(shí)更換。

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

聽(tīng)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(chē)智能應(yīng)用上提供了靈感。在打印一輛車(chē)可能只需要幾個(gè)小時(shí)的未來(lái)，將計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與手機(jī)應(yīng)用結(jié)合，消費(fèi)者自己就能打印一臺(tái)車(chē)的可能性，越來(lái)越大。

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