3D打印能否颠覆汽车制造业？

你能想象吗？在未来，也许汽车也可以实现私人定制，这里所说的可不是选个内饰颜色，或者更换轮毂样式这么简单，而是从外观到内饰所有的设计、用料和规格都能根据车主的需求进行定制。我知道这听起来非常不可思议，但是这一天真的很有可能到来，因为实现这一切的基础——3D打印技术，正在日渐成熟。

在最负盛名的四大机床展览会之一，已有近80年历史的美国芝加哥国际制造技术展览会（IMTS）上，一款借助3D打印设备制造的电动汽车横空出世。

可这并不是世界上第一辆使用3D打印技术制造的汽车，早在2010年，设计公司KOR Ecologic、直接数字制造商RedEye On Demand以及3D打印制造商Stratsys就合作推出了一台名为Urbee的混合动力车。这辆功率为3.8 kW的混合动力车，车身是3D打印的。不过由于设计和安全上的问题，这辆车最终只停留在概念上。

2013年，他们又推出了一款功率为5 kW，后轮驱动的环保混合动力车，名为Urbee 2，预计将于2015年上路。驾驶它横穿美国东西部约4500公里，相当于上海到乌鲁木齐的距离，将只用10加仑汽油（约38L）。Urbee 2和前任有着整体上相似的设计，两座三轮，由唯一的后轮驱动。重量约为550 kg，比前任轻了30%。

而一款取名为STRATI的两门电动汽车，由美国Local Motors公司、辛辛那提股份有限公司以及橡树岭国家实验室共同研发制造。并且在展会上面对着许多参观展览的观众，Local Motors公司的员工当场用3D打印制造的零部件，组装了这辆电动车。

据该公司介绍，用3D打印机打印所有的零部件，一共花费了44小时。Local Motors公司的首席执行官John Rogers对媒体表示：“在未来几个月，我们希望把3D打印的总时间减少到24小时以下，最终甚至低于10小时。”

一部汽车大概由2万个零部件组成，但这辆通过3D打印技术生产出来的汽车仅由不到50个零部件组成。Local Motors宣称，新工艺减少了加工和安装的工作量，缩短了工时，同时也避免了材料的浪费。他们相信，这辆汽车能够颠覆传统汽车制造的概念。

“这辆汽车的零部件由一系列3D打印机打印出来，然后磨成形状，再把不到50个零件组装起来，就可以上路了。”Rogers在接受媒体采访时说，“我觉得这可能会改变现在的加工制造的工艺，以后集中所有工序在一起的大型汽车加工车间可能就不复存在了。”

众所周知，传统汽车制造业如今主要依赖自动化的流水线生产，在经过多年的发展之后，如今德国、日本或者美国底特律的汽车制造商，其流水线上从冲压、焊装、涂装、总装到检测所有工序完成，只需要十小时就可以生产一辆汽车，所以在一段时间发展之后，3D打印制造汽车的效率也可大幅提高。

不过，这辆车并非全部是打印出来的，事实上只有底盘和车身，以及一些例如坐椅、内饰等部件是3D打印，其他例如轮胎、电池、电线、悬架、电机等都是按照常规方式制造。其使用的直接数字化制造（DDM）方式——整车一体打印，也是首次被用于汽车制造业。

3D打印技术不仅仅改变了传统的制造方式，它还可能改变固有的汽车消费模式，购买汽车的消费者不仅能够对外观、内饰设计和尺寸规格等，在由厂方预先提供的选择进行个人定制以外，还可以付款之后在一旁等待，亲眼看着自己购买的车被快速组装起来。

从产品角度来看，STRATI有着小巧的黑色身躯和扎眼的红色座椅，最高时速可达56km，电池可支持其跑193-243km，可搭载乘客2人，主要由黑色塑料层和碳纤维加固层组成。制造这辆车的Local Motors公司希望能以1.1万英镑（约合人民币11万元）到1.8万英镑（约合人民币18万元）的价格出售，具体价格取决于买家选择的型号和功能。此前，该公司已经利用类似方法制造出摩托车、电动滑板以及其他车辆。但目前，3D打印的汽车在美国还无法合法上路，Rogers表示，他们争取在未来一年内让这种新型汽车通过政府部门的审查，开始批量生产。

对于是否会购买这样一款3D打印汽车，不同的受访者有两种不同的回应。一位参观者似乎对STRATI迫不及待：“我当然会买，我觉得这款汽车很好，因为它噪音很小，不会污染环境，而且设计也很漂亮。”然而另一位参观者则抱着谨慎的态度：“我觉得我不会买这辆车，因为我对这辆车的安全性表示担忧。如果只是在展会上展览，我觉得这确实是一件非常棒的作品，但是如果在路上驾驶，我觉得可能会不安全。”

由此可见，3D打印技术想要真正取代自动化流水线，成为新的汽车制造方式，至少还要克服几个问题。首先是生产效率，即便未来打印和组装每辆汽车的时间缩短至10小时，再制造速度上也仍然无法与传统的自动化流水线相比，要知道流水线虽然每辆车的制造时间也是10小时，但却可以同时完成上百辆汽车的生产。

其次是可复制性，传统的汽车工厂可以通过设置数条生产线从而实现产能的最大化，将每个步骤都区分开，例如焊装、涂装、总装和检测等等。以本田美国工厂为例，年产能为34万辆，合每天生产约931辆，如果按照3D打印10小时生产周期来算，达到这个产量需要约388台打印机，按照现在每台打印机数十万美元的成本来看，这个数字颇有些遥不可及。

最后就是安全问题，目前已经推出的3D打印汽车都是混合动力或者电动汽车，这在美国，尤其是最鼓励新能源汽车的加利福尼亚州是极受欢迎的，但是可别忘了，加州也有着全世界最严格的安全标准，现在的3D打印汽车虽然没有经过安全测试，但要与有着数十年安全经验积累的传统汽车制造商相比，还有很长的路要走。

即便存在各种各样的问题，但并不妨碍3D打印技术逐渐走进汽车制造领域，除了像Local Motors这样的科技企业以外，传统汽车制造商也在进行着自己的技术革新。例如我们最熟悉的奥迪，就将3D打印技术运用在一些零部件的生产上，例如全尺寸模型、前格栅和轮毂等部位，但目前还没有在批量生产上应用，而只是停留在产品研发层面上。

有业内人士表示，3D打印汽车距离真正普及也许还有很长的路要走，但这预示了未来的发展方向。就如同橡树岭国家实验室一位工程师所指出的，3D打印整车是制造业的一个进步。此前他们并未有过这样的尝试。关于此次的整车打印，他们也在不断改进技术，比如他们寻求找到合适的材料和温度以固化碳纤维加强塑料部件，从而达到该车所需的压力精确范围。

虽然技术有待进一步改进，但3D打印在各领域所引发的革新正在逐渐显现，除了汽车领域以外，世界各地的建筑师们正在为打造全球首款3D打印房屋而竞赛。3D打印房屋在住房容纳能力和房屋定制方面具也有意义深远的突破，中国永信集团今年曾经宣布，它在短短的一天里制造了10套3D打印的房子，成本为每套5000美元。

在荷兰首都阿姆斯特丹，一个建筑师团队已经开始制造全球首栋3D打印房屋，而且采用的建筑材料是可再生的生物基材料。这栋建筑名为“运河住宅（Canal House）”，由13间房屋组成。这个项目位于阿姆斯特丹北部运河的一块空地上，有望3年内完工。

在建中的“运河住宅”已经成了公共博物馆，美国总统奥巴马今年曾经到那里参观。荷兰DUS建筑师Hans Vermeulen在接受媒体采访时表示，他们的主要目标是“能够提供定制的房屋。”

3D打印机在制造房屋时是逐层打造的。不过，美国南加州大学教授BehrokhKhoshnevis教授正在研究一种新的3D房屋制造工艺，即所谓的“轮廓工艺（contour crafting）”。他希望制造出一个巨大的3D打印机，能够一次打印出整个房子，包括房屋结构和水电管道。

3D打印技术可以改变人们的生活，许多难以置信、痴人说梦的事情会变得真实。汽车制造商可以根据客户定制要求进行3D打印，并进行结构改造，如同STRATI电动汽车一样，或许这会改变汽车业的格局，也或许会给汽车从业者带来一个新的挑战。

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