3D打印對于汽車零部件的量產(chǎn)來說速度太慢、成本太高，但對于像凱迪拉克Celestiq這樣的超低產(chǎn)量汽車來說，情況就完全不同。這款售價34萬美元（起價）的汽車，第一年只生產(chǎn)了25輛，通用汽車的工程師們轉而采用增材制造技術，制造了130多個由鋁、不銹鋼以及包括尼龍11和尼龍12、熱塑性聚氨酯和聚丙烯在內的塑料制成的零部件。

經(jīng)過經(jīng)濟性、可靠性與供應鏈標準化迭代，3D打印技術有望在未來下沉至普通車型。

凱迪拉克Celestiq汽車

在投入生產(chǎn)之前，Celestiq的所有3D打印部件都要經(jīng)過位于密歇根州沃倫通用汽車科技園區(qū)的增材工業(yè)化中心。這個占地16000平方英尺的實驗室里擺滿了3D打印機，有些打印機只有小棚屋那么大，可以將金屬粉末、聚合物粉末和聚合物絲材制成汽車零部件，但他們并不在這里生產(chǎn)零部件。相反，增材工業(yè)化中心團隊會在交付生產(chǎn)（通常是交給供應商）之前驗證零部件的設計和商業(yè)案例?！拔覀兊墓ぷ魇且M技術，使其工業(yè)化，然后進入制造階段”，技術專家Brennon White說道。

通用汽車增材工業(yè)化中心的Velo3D金屬3D打印機

通用汽車增材工業(yè)化中心的EOS塑料3D打印機

鋁合金方向盤飾板是Celestiq汽車中最大的3D打印部件，也是通用汽車有史以來3D打印的最大的金屬部件。它激光粉末床熔融金屬3D打印工藝和鋁合金制造，然后該部件在銑床上完成進一步加工，露出形成四個LED背光圖標的空隙。

Celestiq的設計師們設計了異常纖薄的B柱，使通常被飾板遮蔽的安全帶導向環(huán)完全暴露。由于零件目錄中沒有合適的產(chǎn)品，工程和設計團隊利用3D打印技術研制出一種兼具安全功能與裝飾屬性的不銹鋼構件。執(zhí)行總工程師Tony Roma表示，它的強度足以舉起重達三噸的Celestiq。這是通用汽車首次將增材制造技術應用于安全部件。

此外，設計團隊在隱蔽區(qū)域也引入了高復雜度的3D打印細節(jié)。乘客座椅皮革扶手的不銹鋼錨固件經(jīng)鏡面拋光處理，其鉸鏈蓋板在受力開啟時暴露內腔，露出靈感來自凱迪拉克蒙德里安圖案和裝飾藝術時代的圖案（如下圖所示）。它采用金屬粘結劑噴射技術制造。生坯打印完后放入燒結爐中烘烤20小時，最高溫度接近約1377℃，這一過程會使部件收縮多達20%。

Celestiq還依賴3D打印技術來制造無數(shù)買家永遠無法看到或觸摸的塑料零件，例如前后保險杠后方用于固定超聲波停車傳感器的聚丙烯支架。Brennon White表示，增材工業(yè)化中心的核心競爭力之一就是了解何時何地使用這些技術才能實現(xiàn)經(jīng)濟效益。

當Celestiq團隊提議用3D打印技術打印手套箱的塑料側面（最終會用皮革包裹）時，增材工業(yè)化中心的分析最初認為這在商業(yè)上行不通。但設計工程團隊指出該部件需開發(fā)兩套原型模具（而非一套）方可滿足迭代需求，從而注意到成本過高。在決定打印部件后，工程師們充分利用了這種靈活性，對設計進行了27次修改。

通用汽車顯然不會在短期內為其年產(chǎn)五十萬輛的雪佛蘭Silverado皮卡批量引入3D打印零件，但增材制造技術已超越超豪華旗艦車型，在更廣泛的汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)獲得使用。

目前，通用汽車超過15家裝配工廠至少有一臺3D打印機，用作制造裝配輔助工具。這些機器使用的技術與愛好者在家中使用的技術相同，將熔化的聚合物絲材分層制造夾具、模具甚至零件。該過程比使用粉末塑料慢得多，但不需要處理粉末，因此更為便捷安全。工廠中的Stratasys F900可能需要一周以上的時間才能打印出大尺寸的零件。

這家汽車制造商還將3D打印技術應用于一些大批量項目。凱迪拉克每年生產(chǎn)約3000輛手動擋CT4-V和CT5-V Blackwing轎車，每輛車都配備了3D打印的換擋旋鈕徽章、空調管道和金屬線束支架。

當通用汽車需要快速修復一款SUV的擾流板密封條故障時，它采用了聚合物粉末熔融技術，并在短短五周內生產(chǎn)出了6萬個零件。這是一個極端的例子，展示了3D打印在規(guī)模化生產(chǎn)中的潛力，但它也讓你了解到，如今用于售價34萬美元及以上的凱迪拉克的技術，經(jīng)過經(jīng)濟性、可靠性與供應鏈標準化迭代，有望在未來下沉至4萬美元級別的雪佛蘭主力車型。

注：本文由3D打印技術參考創(chuàng)作，未經(jīng)聯(lián)系授權，謝絕轉載。

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