3D打印技術(shù)對于電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)將帶來(lái)多大的影響

關(guān)于跟著(zhù)電動(dòng)車(chē)一代一起成長(cháng)的工業(yè)4.0、量產(chǎn)型3D金屬打印機、全模塊化汽車(chē)技術(shù)平臺、智能工廠(chǎng)等系列報道，至此將做個(gè)總結并看見(jiàn)異象，結論當然是要預見(jiàn)未來(lái)的汽車(chē)與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)會(huì )變成什么樣。在近期與過(guò)去的日子里、依靠模具大量生產(chǎn)的階段中，以量制價(jià)、嚴格控管、加強研發(fā)、擴大版圖、一條龍化乃是降低成本的基本招數，然而工業(yè)4.0之后，無(wú)人生產(chǎn)將取代勞力密集，接單生產(chǎn)將取代成品囤積，更重要的是，如果要降低成本，必須讓工廠(chǎng)多角化經(jīng)營(yíng)。


別以為多角化智能分為同心、水平、垂直、整體等學(xué)術(shù)派經(jīng)營(yíng)公式，未來(lái)成功的智能型工廠(chǎng)，可以同時(shí)生產(chǎn)汽車(chē)、飛機、游艇、冰箱、電視、音響、游戲機。別以為這是天方夜譚，試想目前量產(chǎn)型3D金屬打印機的價(jià)格是40萬(wàn)美金，此萬(wàn)能機器就有機會(huì )進(jìn)駐711當你的眼鏡腳折斷了，不必去眼鏡行更換或修理，而是直接去711打??！廚刀壞了也可以比照辦理，但不用修理而是直接更新，當然打印某些特殊東西絕對禁止，比如說(shuō)武士刀、火箭、大砲。


之前已經(jīng)做過(guò)3D打印科技的優(yōu)勢分析，未來(lái)量產(chǎn)、平價(jià)、普及、大規模、科技再進(jìn)化之后，絕對會(huì )對產(chǎn)業(yè)造成相當大的沖擊，針對之前的論述，再加上更深更廣的見(jiàn)解，以下乃是3D打印科技的通盤(pán)分析，一共有七點(diǎn)，分成二篇報道。優(yōu)勢一材質(zhì)非常多元、特性充滿(mǎn)變化常見(jiàn)的3D打印材質(zhì)概略有下列幾種，其中以塑膠類(lèi)材質(zhì)最為廣泛。


大致上有下列幾種選項～PLA聚乳酸、ABS丙烯腈丁二烯苯乙烯、PETG/PETT聚對苯二甲酸乙二醇酯改良或變體（透明）、尼龍、PC（高強度透明）、HIPS高抗沖聚苯乙烯、PVA聚乙烯醇（水溶）、ASA丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、PP聚丙烯（難搞）、POM聚甲醛、PMMA亞克力（透明）、FPE柔性聚酯。軟質(zhì)熱塑彈性材料有TPE、TPU、TPC，可以用來(lái)制作鞋子、椅墊，當然可以量身定做。


非塑膠類(lèi)的其他材料也是五花八門(mén)，金屬類(lèi)的計有鋁、鈦、銅、鎳、鈷鉻、不銹鋼、用于制造軍事潛水艇的馬氏體時(shí)效鋼等合金，鐵因高溫氧化問(wèn)題，成形后強度差并不適合用在3D打印。其他材料還包括木絲、可生物分解、導電、陶瓷、黏土、夜光、磁性、溫感變色材料、蠟、碳纖維等。還有，某些食材也適用3D打印，相信未來(lái)的糕點(diǎn)業(yè)也會(huì )受到此科技的沖擊。


琳瑯滿(mǎn)目、五花八門(mén)的材料，相信小伙伴一定是眼花撩亂，但重點(diǎn)不在于各材質(zhì)的深度了解，而是要厘清近期與明日造車(chē)材質(zhì)的差異。傳統車(chē)輛制造大量仰賴(lài)鍍鋅鋼板，防銹仰賴(lài)復雜與大規模的烤漆處理。未來(lái)應用3D打印技術(shù)后，不可能回頭走全車(chē)浸泡+高溫固化防銹處理，以及高污染的表面烤漆處理，最好是材質(zhì)本身就必須具備防銹或發(fā)色能力，此時(shí)使用塑膠、復合木絲、碳纖維材質(zhì)打造車(chē)身外觀(guān)乃是優(yōu)質(zhì)選項，不但耐銹蝕，遇到碰撞時(shí)略有彈性不容易破裂或變形。


優(yōu)點(diǎn)二造型無(wú)限、修改簡(jiǎn)便、一體成型傳統擠壓成形的車(chē)身鈑金架構，造型設計受到很大的限制，而且外觀(guān)乃是由引擎蓋、葉子板、車(chē)門(mén)、車(chē)頂、尾門(mén)…等數塊鈑件組合而成，鈑金縫隙明顯，對視覺(jué)藝術(shù)來(lái)說(shuō)其實(shí)是拼湊與貼補等不雅特征，如何讓車(chē)身外觀(guān)看起來(lái)是一體成型的模樣，始終是設計師的最高目標之一。然而這樣的愿望在近期量產(chǎn)車(chē)上不太可能達成，但是用3D打印方式造車(chē)則是相對容易。


雖然說(shuō)一輛車(chē)還是要有車(chē)門(mén)、行李箱蓋、充電座蓋、天窗等設計，但3D打印技術(shù)要隱藏縫隙相對容易，對設計師來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一項利器。更優(yōu)異之處，乃是3D打印造型較不受約束，很容易在車(chē)體任何部位加上特殊的裝置藝術(shù)！此外傳統鈑金在壓制過(guò)程當中，太夸張的弧度與折線(xiàn)，不是工序繁復或壓根做不出來(lái)，就是鈑件易破裂、良率非常低，此外太大的鈑件還要分段焊接或拼接，因此設計師必須對生產(chǎn)流程與工藝極限非常熟悉。


因此一般鋼制量產(chǎn)車(chē)，外型很難搞得像碳纖維超級跑車(chē)一樣驚為天人。然而3D打印介入汽車(chē)造型設計之后，即便是一般的房車(chē)，也可以搞得天花亂墜、胡說(shuō)八道！此外3D打印可以輕易做出鏤空架構，利于輕量化表現與創(chuàng )意發(fā)想，再加上強大的一體成型威力，有效縮減零件數量、減少組裝時(shí)間與公差問(wèn)題、提升產(chǎn)品可靠性與耐用性、維修方面也更為簡(jiǎn)便，可大幅降低車(chē)輛生產(chǎn)、維修的時(shí)間與成本。


3D打印采用全數字化作業(yè)，不只創(chuàng )作迅速，亦能針對各種瑕疵迅速修正，此外還能等比例與不等比例放大縮小，設計與修改門(mén)檻變得非常低，一如攝影從底片時(shí)代進(jìn)入數字一代，接著(zhù)又進(jìn)化為智能手機必備功能，攝影師數量倍增但地位一落千丈，同樣的道理，未來(lái)的設計師亦非所謂的專(zhuān)業(yè)人士，大學(xué)生的作品有可能超越意大利Pininfarina工作室！


等比例、不等比例縮放其實(shí)很有趣，修改車(chē)身尺寸將變得非常容易，還可以量身制作不同乘客所需要的汽車(chē)座椅，普及至家用、辦公用座椅及各種家具通通可以。至于等比例縮放并非沒(méi)有意義，關(guān)于汽車(chē)研發(fā)過(guò)程的風(fēng)洞測試、耐久測試、賽道性能測試、各種角度與速度的安全撞擊，通通可以用小一號的模型進(jìn)行測試，如此一來(lái)車(chē)廠(chǎng)就不需要一直租借或建構大型風(fēng)洞、大型測試場(chǎng)、大型振動(dòng)機臺、標準賽車(chē)場(chǎng)、大型撞擊實(shí)驗室，可節省寶貴的研發(fā)時(shí)間與成本。


此外近期確定要大量生產(chǎn)某一樣產(chǎn)品時(shí)，模具打樣的成本最高，之后修改的成本當然也不低，至于未來(lái)其實(shí)還是會(huì )有很多產(chǎn)品或是零件必須仰賴(lài)模具生產(chǎn)，此時(shí)若是利用3D金屬打印機來(lái)制造或輔助制造模具，將可大幅降低模具制造與修改的成本和時(shí)間。目前全球第一臺量產(chǎn)型3D金屬打印機HPMetalJet，官方表示訂購廠(chǎng)商不侷限成品制造業(yè)者，其實(shí)很多客戶(hù)都是模具制造商或企業(yè)相關(guān)部門(mén)。


優(yōu)點(diǎn)三材料耗損低、不需要模具、大幅降低成本使用鑄造、鍛造、鉆孔、切削、研磨…等傳統加工方式生產(chǎn)成品，會(huì )產(chǎn)生相當大的材料損耗，一般的耗損都在20％以下，但某些特殊產(chǎn)品消耗比例可能高達總用料的40～60％，也就是廢料幾乎等同成品的重量！而且廢料并不能百分百回收再利用，在傳統制造業(yè)當中，這始終都是一個(gè)無(wú)法克服的難題。


但使用3D金屬打印技術(shù)，因為不需要大量的機械式加工，所以材料耗損比例非常低，而且不用開(kāi)模就能大量生產(chǎn)，同時(shí)省下模具費用，并能大量減少生產(chǎn)機具與流程，進(jìn)而大幅縮減廠(chǎng)房規模，有效降低制造業(yè)的投資門(mén)檻，屆時(shí)制造業(yè)不只是百家爭鳴的情形，而是萬(wàn)戶(hù)工廠(chǎng)蓬勃發(fā)展！這對產(chǎn)業(yè)的沖擊怎么可能不大？