增材制造實現汽車“私人定制”

以3D打印、增材制造、快速制造為代表的大量快速、高效、清潔的柔性制造在工業中獲得廣泛應用，有效解決了個性化小批量生產與制造成本之間的矛盾。

中國要成為世界制造強國，必須要發展高新技術產業，而新材料、新技術對產業的拉動作用不可小視，增材制造與快速制造技術也會讓汽車行業受益無窮。

自下而上的制造方法

美國材料與試驗協會（ASTM）對增材制造的定義為：采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術，相對于傳統的材料去除一切加工技術，是一種“自下而上”的制造方法。

基于不同的分類原則和理解方式，增材制造技術還有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多種稱謂。

增材制造被譽為第三次工業革命新技術之一，引起了世界各國的廣泛關注。2015年初，我國工業和信息化部、國家發展和改革委員會、財政部聯合發布了《國家增材制造產業發展推進計劃2015~2016》，推動增材制造體系的完善，搶占高新技術帶來的發展機遇。

之所以要發展增材制造和快速制造技術，目的是使優良的設計能夠快速變成產品。過去汽車上的鋼蓋或者排氣管，因為需要做大量的模具，零件從設計到出產品，要想快速地完成十分困難。現在，增材制造技術則能快速、高效、清潔地完成，實現個性化、小批量生產。

增材技術不需要傳統的刀具和夾具以及多道加工工序，在一臺設備上可以快速精密地制造出任意復雜形狀的零件，從而實現了零件“自由制造”，解決了許多復雜結構零件的成形，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期。而且，產品結構越復雜，其制造加速度的作用就越顯著。

發達國家非常重視增材制造和快速制造技術，不僅僅是采用增材制造方式，包括高速數控加工，也包括經濟模具、快速模具，相對傳統的制造方式能夠短周期數字化快速低成本完成制造的方式。

不論是美國、德國、英國，都把增材制造、快速制造列為未來很長一段時間重要的發展主題，這是國際趨勢。

實現個性化設計

汽車行業為什么要發展增材制造、快速制造技術？

一是為了解決設計制造一體化、制造的柔性化。設計師可以充分發揮想象空間，可以結合自然進行個性化的設計。

同時，制造柔性化、個性化汽車將來肯定會成為可能。有預測顯示，20年后的汽車有可能方向盤、車身，全是個性化的，甚至還會有彩色的汽車等，這是一個很大的轉變。

再就是材料制備和成形一體化。過去汽車設計是先研制出材料配方，現在把材料的制備過程和零部件成形連成一條線，實行快速制造。

另一個原因是即使一個零件也可以多材料組成，在不同的部位結合功能要求采用不同的材料、強度，這就可以實現汽車的定制性能、定制材料于一體，進一步解決汽車輕量化問題或性能安全可靠的問題，包括性能制造過程中可控的問題。

因為增材制造屬于數字化、自動化裝備，這就要求設計生產制造過程實現數字化，包括遠程定制。發展這些的目的是為了實現高品質產品的制造，能夠提升產品質量，降低成本，為老百姓的幸福生活提供支撐，這是核心。

目前已有上汽、大眾等部分整車企業聯合零部件企業制作汽車內外飾件的3D產品，這說明制造商們對增材制造技術的接受度正在提高。

數據共享促質量提升

決定未來制造創新的關鍵因素，一個是材料，一個是制造工藝。

材料是基礎，材料制造工藝、現代制造的方法是實現手段，另外還包括生產組織、銷售及商業模式。如何把材料、工藝、裝備和產品有效地組織起來，則需要結合“互聯網+”，改變現有的制造流程。

如果將來基于互聯網的數據庫能建立起來，遠程能夠共享，數據庫的剩余價值就可以進一步提升挖掘。還有數字化裝備、生產線、車間及工廠，這樣就能把材料制品和產品制造出來。

包括將來的汽車生產線，肯定是多品種單輛汽車定制生產成為主線，真正柔性化生產線。還有生產系統優化與制造效率的問題，進一步實現節能減排，把軟件、數據庫、工藝庫、專家庫，過去的工匠經驗變成軟件、變成系統，把過去依賴人的工作變成靠設備系統來保障，提升質量。最后就是要實現國際化、合作化、協同化 。

增材制造和快速制造在汽車行業具體可以有幾個方面的應用。一個是創新設計和校驗，另外是整體成形，這是未來的趨勢，還有一個特色是把材料設計、結構設計與制造能夠一體化來完成，最后是復合成形制造，指工藝復合、材料復合等等。

行業細分化、3D打印材料的突破與豐富將有利于增材制造技術在汽車零部件行業更好、更快發展。3D打印零部件材料種類顯著增加，意味著零部件制造成本或在三到五年內大幅下降。未來，整車以及零部件領域對增材制造技術需求是非常大的，或許會有更多的3D打印零部件實現產業化。