根据Market Research Future（MRFR）的一份综合研究报告，到2027年，3D打印在汽车行业的市场价值将达316.6亿元。从2021年-2027的复合年增长率为28.72%。2020年，3D打印在汽车行业的市场价值为104.2亿元。

      3D打印技术在汽车行业得到不少的应用，但是目前始终无法进入汽车批量生产的环节，因为规模化3D打印生产的零部件成本依然无法被汽车厂商所接受。但小编相信，规模化的应用在不久的将来就会到来的。

△Local Motors制造了3D打印自动驾驶汽车“OLLI”

什么是3D打印

      增材制造（Additive Manufacturing, AM）又称3D打印，是一种通过简单的二维逐层增加材料的方式直接成型三维复杂结构的数字制造技术。将对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术，集合了信息网络技术、先进材料技术与数字制造技术，是先进制造业的重要组成部分。

      3D打印本质是增材制造（AM）技术，依托计算机辅助设计（CAD）、大数据、云计算、计算机辅助制造（CAM）、物联网、虚拟现实（VR）等技术支撑，将数字化或电脑模型，通过逐层堆积的方式而直接形成3D物体的制造工艺。

      “讲人话”，3D打印就是通过电脑建模，用机器将打印材料以极薄的厚度通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印的历史

1986年

      3D打印技术应用最早可追溯到1986年由美国Charles Hull开发的立体光固化(SLA)技术。随后又发展出选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、微喷射粘结技术（3DP）等技术。

 30多年的发展

      立体光固化(SLA)、选择性激光烧结（SLS）等技术已经相对成熟。在高温金属材料、设备研发制造方面相对完善。

 21世纪以来

      3D打印技术有了新的突破与发展，在大类技术的细分下催生出许多满足特定行业需求的小类技术。如SLA技术：数字光处理（DLP）、多头喷射技术(PloyJet)，SLM技术：直接金属激光烧结（DMLS）。

3D打印在汽车行业有何应用

      短短30多年，3D打印这项新兴技术就已经应用于多个行业。其中汽车行业是3D打印应用最早的行业之一，2020年汽车行业更是以16.4%的占比，成为了3D打印应用的第一行业。那么3D打印在汽车行业都有哪些应用呢？

制作样件

      汽车从设计到最终量产，期间的研发需要制作大量的样件。在没有3D打印之前，样件通过手工、CNC等多种方法加工。如今，研发阶段有大量的样件都是通过3D打印来制作了，而且随着3D打印技术的进步，其制作周期短，精度高，成本低的优势将进一步凸显。

制作备件

      汽车在使用过程中，难免会遇到故障需要维修。如果某个零部件损坏了，在经济比较好的国家，一般都是直接更换零部件。因此，4S店、汽车维修店都会备一些零部件。不过由于汽车零件实在太多了，不可能每个零件都有储备。而且一旦备的零件多了，库存成本也会居高不下。因此，不少车主都会遇到店家向厂家订货的情况，导致维修周期拉长。因此，3D打印零部件成为了一种新型的备件方式，店家可以直接在店里打印需要的零部件。一来减轻了库存压力，二来节约了订购零件的时间，提升维修效率。未来，零部件仓库很可能以数字化模式为主。

打印整车

      虽然离量产还有一定距离，不过这些年来，各种3D打印的汽车、电动车也是不少。目前的3D打印技术，已经可以用来打印整车底盘，车架，车门等，且3D打印的底盘等部件可以整合多个部件，一体打印出来，不仅可以减少装配时间，还可以提升牢固度。不过，目前受限于打印速度，不具备批量生产的能力。当打印速度提升到一定阶段时，3D打印量产车也不是不可能的了。

批量生产零件

      3D打印的零部件直接应用在量产车上。目前3D打印的零件，大部分还是用作测试件。倒不是说3D打印的零件质量不行，和上面提到的打印速度一样，目前的3D打印速度还无法满足量产的需求。因此，目前3D打印的零件只用在一些产量比较小的车型上，比如各种超级跑车，F1赛车等，以及作为改装件。由于3D打印成型限制小，可以制造出一些经过拓扑优化的零件，这些零件往往具有复杂的几何形状，比原来的零件更轻，性能更好。目前，汽车行业头部的厂商都在加大投入3D打印技术的研发，期待用3D打印技术来批量生产零件，为汽车带来更好的性能。

分布式生产

      汽车行业是一个高度集中的产业，大量的零部件被运往工厂，在生产线上组装成整车。再运往全球各地进行销售。由此，需要使用大量的运力。而3D打印可以实现分布式生产，在当地3D打印出底盘、各种零件，再组装。当然这需要建立在前面提到的第三点和第四点的基础上。

      综合来看，目前3D打印在汽车行业的应用主要集中在第一点上，后面的几点只能说才刚刚起了个头。

汽车行业3D打印的优点

去模具

      与传统制造技术相比，3D打印不需要事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品。在生产上可以优化结构、节约材料和节省能源，极大地提升了制造效率，同时实现“设计引导制造”理念。传统制造业从决定制造一辆汽车到看到第一款产品问世需要5到7年的时间，而使用3D打印只用12个月就能生产出成品，生产速度至少是原来的5倍。

减废料

      传统的减材制造是通过车床、铣床等各种加工设备从一块材料上去除所有不需要的部分，直至所需的零件成型，而增材制造则是从零开始，通过一层层材料的叠加，最终堆叠出完整的零件。

降库存

      4S店、汽车维修店都会备一些零部件。不过由于汽车零件实在太多了，不可能每个零件都有储备，库存成本会居高不下。因此，3D打印零部件成为了一种新型的备件方式，店家可以直接在店里打印需要的零部件，减轻了库存压力。

3D打印汽车行业动态

      2021年8月13日，福特汽车公司公开表示，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Harold Sears说，它将依靠ExOne（Nasdaq: XONE）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。

△福特公司使用数字光合成技术为特种车辆3D打印的零件，图片来自Carbon公司

      福特公司长期以来一直在使用3D打印技术，先是依靠3D打印进行原型设计，后来又成为前沿工艺的早期采用者和开发伙伴，如Carbon的数字光合成技术。因此，它成为使用增材制造（AM）制造金属终端零件的领导者并不奇怪。

      有趣的是，在大众汽车宣布将为T-Roc敞篷车3D打印一个终端零件后不久，福特宣布了这一消息。大众所选择的技术是Metal Jet，即惠普的金属粘合剂喷射技术。大众公司的目标是到2025年每年使用该工艺生产约10万个部件，现在正在测试T-Roc部件。

      如果这两个汽车巨头公开他们使用金属3D打印进行终端零件生产，相信不久之后，其他竞争者将披露他们使用3D打印技术生产终端零件的情况，也许你会在你的下一辆新车上发现3D打印部件。