3D打印技术自20世纪80年代兴起以来，一直备受人们关注。
在过去的一百多年里，随着技术不断进步以及新材料出现，各种3D打印技术如雨后春笋般涌现，现如今已经广泛设计到各个领域，包括工业、航天航空、军事、医疗等。
其中，工业行业众多，为了满足不同行业的需求，现如今在工业领域已经有很多不同的3D打印技术，因此3D打印技术在工业领域的发展也最为迅速。
利用3D打印技术可以在提高零部件生产效率的同时，降低生产成本，这对于零件种类繁多的汽车工业来说，无疑具有重要作用。
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据《Wohlers Report 2020》问卷调查显示，目前工业中使用3D打印最多的行业是汽车工业，遥遥领先，占比为16.4%。宝马、奔驰、通用、大众、特斯拉等头部企业都已经在汽车上装配3D打印的零部件。
近日，保时捷推出了有史以来首款完全使用3D打印和增材制造技术所制造的电机驱动外壳。
该驱动外壳采用优质铝合金粉末作为材料，利用3D打印机逐层打印制成，每一层都通过使用高纯度金属粉末的激光金属熔合工艺（LMF）进行熔化和熔合。
开发这款驱动外壳，在满足电驱动对于壳体需求的同时，还在外壳内尽可能多的集成零部件，进而优化零部件结构，减轻零部件重量。
这种高度集成的设计想要制成产品，在目前只有3D打印技术可以做到。对此，保时捷魏斯阿赫研发中心动力总成高级开发部项目经理Falk Heilfort表示，没有其他制造工艺可以提供像3D打印一样多的可能性。
新型驱动外壳的五大亮点
对于新型电机驱动外壳，Heilfort补充道：“我们的目标是开发一种具有增量制造潜力的电力驱动，同时在驱动外壳中整合尽可能多的功能和部件，减轻重量并优化结构。”
正如保时捷团队期待那样，相较于传统的铸造工艺，利用3D打印技术制成的电机驱动外壳存在五大亮点：
1、质量更轻，硬度更高
在质量上，保时捷的3D打印驱动外壳比传统铸造技术制造的类似部件要轻10%；在硬度上，这种新部件的硬度也比以前提高了100%。
这得益于打印驱动外壳在高应力区域独特的晶格结构，而这种晶格结构目前只能通过3D打印技术来实现。
2、工艺更简单，易于制造
汽车的很多零件带有曲面结构、栅格结构，这类零部件通过传统的机械加工技术来制造的话，难度非常高，而如果使用3D打印技术就可以忽略这些问题，只要在电脑上构建出零件的模型即可。
此外，采用3D打印技术制造零部件不需要传统铸造的模具，在节约成本的同时，也节省了大量的时间，这对于厂商来说就有重大意义。
3、无须组装，更加高效
传统的大规模零件生产，需要现在工厂里由机器生产出同样的零件，然后由机器人或者工人组装起来，整个过程费时费力。
使用3D打印技术制造零件是一体化成型，无须组装，缩短了供应链，大大提高了生产效率。
宝马集团负责生产集成和试验工厂的高级副总裁Daniel Sch?fer曾说：“快速成型制造等工艺帮助我们加快开发周期，让我们的汽车更快地进入系列成熟期。3D打印缩短零部件的生产时间，同时满足严格的质量要求。”这无疑是对3D打印高效率最好的描述。
4、更易于集成化
利用3D打印的电机驱动外壳，保时捷可以电动马达和双速变速箱安装在同一个外壳内，或将轴承、热交换器和润滑油供应集成到驱动单元中，这在很大程度上有助于汽车零件的集成化。
5、节省原材料，减少废弃副产品
利用3D打印技术制造电机驱动外壳，除外壳所需的原材料外，几乎不会再有多的原材料消耗，也因此很少会产生废弃的副产品，这是传统制造工艺很难做到的。
无论是从零件铸造的过程来看，还是从零件成品的特性来看，保时捷利用3D打印技术推出的电机驱动外壳都要比传统工艺制作高出一筹。
使用3D打印工艺生产的外壳，再次彰显了保时捷在应用3D打印技术生产零部件方面的潜力。
目前，保时捷正在大力推动将3D打印技术用于高应力零件，早在今年7月，保时捷在911 GT2 RS中就测试了该技术制造的活塞。
在这个产业中，保时捷无疑走在了最前列。
3D打印的汽车零部件渐渐普及
在过去几年里，汽车行业的领导品牌（如通用、特斯拉、宝马）都在不断地把3D打印机打印出来的零部件用于汽车。
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比如，在今年12月，凯迪拉克官方曝光了CT4－V和CT5－V Blackwing两款车型，并透露这两款新车上将使用3D生产的零件，这将是通用集团首批包含功能性3D打印组件的量产车。
此前，特斯拉在今年第一季度的财务报告中，展示了一个很大、经过专门设计的金属零件(用于新的ModelY车型)，该零件就是使用3D打印技术制造的，利用3D打印技术使得该零件从原先的70个零件减少成2个零件，大大提高了生产效率。
早在2018年，宝马集团将一件3D打印的车窗导轨安装在宝马i8 Roadster上，这个零件是宝马集团的第100万个3D打印量产零件，宝马i8也因此成为世界上第一台使用该技术的量产车。
无论是保时捷，还是其他的领导品牌，在3D打印技术的加持下，不但能保证汽车的质量，还能提高汽车的生产效率。
成本的降低带来了巨大的市场
如今，虽然3D打印的成本依旧很高，但各大汽车领导品牌都在致力于降低该成本。
据了解，通用汽车公司的生产团队3D打印了用于开发2020 Chevrolet Corvette的制动冷却管，节省了九周的开发时间，并将成本降低了60％以上。
福特汽车公司已申请了一项美国专利，使用3D打印技术生产轻质铝合金制动盘，省去涂层降低成本。
在降低成本的同时，各大企业也期待提高3D打印汽车零部件的生产速度。
据资料显示，英国Voxeljet公司目前正在打造一条新的3D打印生产线，有望将3D打印汽车零部件的生产速度提升10倍。
此外，用于3D打印技术的原材料价格也在快速下降，例如某些牌号的金属3D打印粉末价格从之前的千元每公斤降底到如今的几百元每公斤。
在这样的大环境下，与汽车产业相关的企业一定会加大对3D打印技术的研究，届时3D打印技术将越来越多的应用于汽车行业。
