周斌

摘要：3D打印技术是计算机数字网络化在现代化社会生产过程中广泛普及的重要表现之一，而汽车行业作为一种发展潜力大、且适用范围广泛的大众产业，目前其发展状况已经在3D打印技术不断融入的过程中产生了巨大的变化。但是从我国对3D打印技术的研究历程来看，研究时间较短且深度不足，因此目前该技术在汽车行业中仍有很大的发展空间。本文就3D打印技术在汽车设计中的应用展开了分析和讨论，并明确指出了该行业未来的发展方向。

关键词：3D打印技术;汽车设计;应用分析

引言：汽车作为目前人们出行的重要交通工具之一，随着行业规模的不断扩大和产业利润的大幅度增加，越来越多的企业涌入到汽车生产和销售行业内，因此造成了当前十分激烈的汽车市场竞争。一些大规模的汽车生产企业为了获得更大的竞争资本，但通过不断引进先进的技术来提高企业的生产力和产品质量，3D打印技术就是近几年来在汽车行业中应用非常广泛的一种新型技术。3D打印技术在汽车行业内的应用，不但打破了传统的汽车制造模式，同时还为汽车工艺和机械零部件生产与造型等各方面都带来了很大的提高。同时，汽车设计人员利用3D打印技术还能够更好的将汽车的功能、技术与审美融为一体，并且通过设计与模型制造有效的实现对汽车性能的评估。由此可见，深入的研究3D打印技术在汽车设计工作过程中的应用内容，对于汽车行业的整体发展而言具有非常深远的影响意义。

1 3D打印技术简析

3D打印技术是一种能够以数字模型文件为基础，根据打印目标的结构和功能选择合适的金属粉末、高分子材料或新型材料，并且在生产过程中能够快速实现对物体结构构造的技术。因此，3D打印技术也属于快速成型技术中的一种，在近几年来随着社会生产行业规模的扩大，广泛的应用到很多生产企业当中，用于制造具有明确的生产标准、生产数量和规模都较大的零部件结构。和传统的打印机工作模式相比，3D打印技术在打印方式和材料的选择方面进行了很好的创新。首先，3D打印采用的是利用若干层材料堆叠的方式来实现立体效果，这也是该项技术最显著的特点之一。这种打印方式极大的降低了打印工作工序的繁琐程度，同时设计人员还能够通过打印出来的实体模型非常直观、有效的检验设计图纸是否合理、规范，避免了反复设计修改而造成的材料的浪费以及工程的延期。其次，3D打印机所使用的材料大多为金属粉末或者其他新型材料，这些打印材料是实现产品模型立体化的基础。在实际的生产和工作过程中，相关工作人员会对打印材料的规格和精细程度进行要求，这样通过调整材料颗粒的大小和规格就可以有效的实现与目标模型的尺寸相匹配，极大地节省了打印时间、提高了工作效率。最后，相较于传统的大型机械化生产模式，生产企业在应用3D打印技术时不需要采购和放置大型的机械设备，仅仅需要一台3D打印机和相关计算机软件设备就可以对生产的过程和效果进行有效的控制，提高了企业的生产效率。同时3D打印机可以使用经过加工的金属废料或生产余料，因此通过在生产过程中应用3D打印技术不但能够为企业降低成本和工程造价，同时还达到了绿色环保的生产效益和社会价值。

2 3D打印技术在汽车设计中的应用分析

2.1 3D打印技术在国内外汽车行业中的发展历程

3D打印技术最早应用到汽车生产是发生在德国奥迪汽车生产公司中，那一年该公司为著名的科幻电影《机械公敌》所设计的奥迪概念车，便是通过操控工业机器人配合3D打印技术将汽车一次性成型制造出来的。该车的主体结构和相关机械零件绝大部分都是运用了3D打印技术生产出来的，例如在进行该车的发动机生产时就运用了SLS成型工艺技术，这是3D打印技术中的一项重要内容。3D打印技术在汽车生产过程中的应用不但有效地提高了汽车生产的效率，同时还为很多汽车功能与造型设计理念的实现奠定了基础。例如应用了3D打印技术生产出的全景前挡风玻璃便可以真正的实现无缝连接，在一些现代化汽车设计中，便经常会将该种挡风玻璃从汽车前部一直延伸到车顶的后部，这种设计模式便可以给车内的驾驶员和乘客带来更好的驾驶体验。目前，汽车工业生产中的3D打印技术对于我国汽车行业的发展产生了非常重要的影响，并且随着我国绿色生产和节能环保政策的提出，该技术在未来也将会得到越来越多的重视。

2.2 3D打印技术的应用提高了汽车生产效率

在3D打印各项技术中，SLS技术是在汽车生产领域中应用最为广泛的一种，这其中的主要原因在于工作人员运用该技术进行汽车零部件生产时，可以在一定程度上忽略产品结构的复杂程度，因此在进行发动机缸盖、进气排气管、格栅等结构比较复杂的汽车零部件生产时，相较于传统的生产过程就会占据很大的优势，对于提高企业生产效率具有非常重要的意义。例如2012年比利时的著名工程师便利用3D打印技术仅仅花费了8个小时，便实现了从设计车体外壳到打印出整个车身部分这一个奇迹般的过程，而这种现象的产生便有赖于3D打印技术对于汽车生产效率的大幅度提高。

2.3 设计人员需要全面考虑材料的性能

3D打印技术给汽车生产效率带来了很大的提高，但是与此同时其自身的发展却受到了打印材料性能与尺寸的限制。汽车的各项零部件都需要在车辆运行的过程中发挥出不同的作用，例如汽车散热系统中的零件制造对于材料的抗高温能力就有明确的要求，所以3D打印机所使用的材料能否达到汽车散热系统中零件的抗高温标准，这个问题就需要汽车设计人员在工作时进行全面的考虑才能够有效的保证零件质量。此外，一些具有特殊性能的材料也需要汽車设计人员提高重视，例如汽车外壳所采用的材料最好能够降低空气阻力或者具有较高的强度和硬度，这样对于驾驶人员而言才能够获得更好的驾驶体验和更可靠的安全保障。

3 3D打印技术在汽车行业的发展前景

从当前的社会发展状况来看，在未来的几十年甚至上百年期间内汽车仍将作为人们主要的出行交通工具，因此3D打印技术为汽车生产模式所带来的巨大改变，必将吸引更多的汽车生产企业积极引进该技术来提高自身的生产效率。因此3D打印技术凭借其独特的生产理念和创新的设计方式，必定可以为汽车设计师提供更加广阔的思维空间，并以此为基础设计处功能更加多样、性能更加全面的新型汽车，为人们的生活带来更大的便捷、给出行提供更好的安全保障。但是由于3D打印技术对于材料的严格选择将导致企业的生产成本相对较高，因此这也是目前难以实现大规模汽车生产的重要限制因素，所以如果相关的反映材料技术不能够得到进一步的突破和发展，那么我国的汽车行业在短时间内仍然会以传统的汽车生产模式作为主要的生产方式。但是随着国家科技水平的不断提高以及研究人员对于3D打印技术的深入研究，该技术的智能制造方面将会得到更加深入且全面的应用，那么在未来也会有很大可能顶替传统的汽车生产模式作为主要生产方式。

结束语：3D打印技术在汽车行业中的应用进一步促进了汽车生产模式的变革，同时也带来了更高的生产效率和更广阔的汽车设计发展空间，因此该技术对于汽车生产而言意义重大。但是由于受到价格高昂的打印材料和数量较少的相关模型构建技术人才等因素的限制，3D打印技术在汽车设计和开发等方面工作中发挥的作用相较于生产则具有更大的价值。

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