3D打印技术在汽车制造领域中的应用趋势

在2014年国际制造技术展上推出了3D打印汽车，而在芝加哥麦考米克大厦推出了世界上第1辆3D打印电动汽车Strati（图1），意大利驾驶员进行了首次试驾。在2016年的国际研讨会上，对3D打印技术应用于制造业的优势、适用领域、可使用材料、可最大打印尺寸等进行了讨论。同时，介绍了应用于汽车制造领域的3D打印技术。

图1世界上第一辆3D打印电动汽车Strati

3D打印技术应用于制造业有如下优势：方便制造复杂结构零件、减少材料浪费、可实现快速制造、减少了部件数量、方便设计等。美国橡树岭实验室研发并制造出实用的3D打印相关技术和机床（如电子束粉末床、喷墨粘合剂床、激光粉末床等）。介绍了适合于3D打印技术的材料，如聚合物、合金材料、黄铜、陶瓷等。

研究了3D打印的最大打印尺寸。3D打印通过电力驱动，在打印尺寸较大时，其需要大量电力供应和功率更大的逆变器。随着3D打印技术的发展，电源逆变器的性能不断提高，推出了10kW水冷逆变器，甚至还推出了80kW水冷逆变器，这使得3D打印的功率越来越大，其可以轻松打印汽车，甚至可以打印出比汽车尺寸较大的物品。

随着3D打印技术的发展，为了可以同时使用多种材料进行打印，对3D印刷电机性能的要求也越来越高，因此需重新设计电机结构，电机需要有复杂的转子及定子结构。

美国橡树岭实验室已经对3D打印汽车技术进行了初步研究，并且生产出多款3D打印装备。随着3D打印技术的进步，采用电能驱动的大功率3D打印装置是可行的，3D打印的尺寸将越来越大。随着印刷电机技术的发展，采用多种材料同时进行3D打印的技术也是可行的。

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

编译：徐嘉浩