3D打印技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域中的應(yīng)用趨勢

在2014年國際制造技術(shù)展上推出了3D打印汽車，而在芝加哥麥考米克大廈推出了世界上第1輛3D打印電動汽車Strati（圖1），意大利駕駛員進(jìn)行了首次試駕。在2016年的國際研討會上，對3D打印技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)的優(yōu)勢、適用領(lǐng)域、可使用材料、可最大打印尺寸等進(jìn)行了討論。同時(shí)，介紹了應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域的3D打印技術(shù)。

圖1世界上第一輛3D打印電動汽車Strati

3D打印技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)有如下優(yōu)勢：方便制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件、減少材料浪費(fèi)、可實(shí)現(xiàn)快速制造、減少了部件數(shù)量、方便設(shè)計(jì)等。美國橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室研發(fā)并制造出實(shí)用的3D打印相關(guān)技術(shù)和機(jī)床（如電子束粉末床、噴墨粘合劑床、激光粉末床等）。介紹了適合于3D打印技術(shù)的材料，如聚合物、合金材料、黃銅、陶瓷等。

研究了3D打印的最大打印尺寸。3D打印通過電力驅(qū)動，在打印尺寸較大時(shí)，其需要大量電力供應(yīng)和功率更大的逆變器。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，電源逆變器的性能不斷提高，推出了10kW水冷逆變器，甚至還推出了80kW水冷逆變器，這使得3D打印的功率越來越大，其可以輕松打印汽車，甚至可以打印出比汽車尺寸較大的物品。

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，為了可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印，對3D印刷電機(jī)性能的要求也越來越高，因此需重新設(shè)計(jì)電機(jī)結(jié)構(gòu)，電機(jī)需要有復(fù)雜的轉(zhuǎn)子及定子結(jié)構(gòu)。

美國橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)對3D打印汽車技術(shù)進(jìn)行了初步研究，并且生產(chǎn)出多款3D打印裝備。隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)步，采用電能驅(qū)動的大功率3D打印裝置是可行的，3D打印的尺寸將越來越大。隨著印刷電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，采用多種材料同時(shí)進(jìn)行3D打印的技術(shù)也是可行的。

Madhu Chinthavali et al.2016 International Symposium on 3D Power Electronics Integration and Manufacturing（3D-PEIM）.

編譯：徐嘉浩