‧ 那些由 3D 列印製造出的汽車和飛機

騰訊數碼 徐蕭梓丞

在現在的汽車領域中，最先進的技術無疑就是無人駕駛了，而除了無人駕駛之外，新能源汽車也是整個市場未來的發展方向。不過說實話，雖然這兩個方向雖然看起來很美好，但是想要徹底能夠普及或變得越來越成熟，其實還有很長的道路要走。

其實，除了電動汽車和無人駕駛技術之外，在傳統汽車的生產和研發過程中，還有很多其他技術可以很快的被實際運用或者同樣未來充滿了潛力。比如3D列印就是最值得許多汽車廠商或配件公司關注的新技術。

3D列印技術在汽車領域的應用能夠帶來很多優勢，首先傳統汽車和零部件製造是一個減材的方式，包括去除材料（需要道具和夾具），批量生產是需要模具的。

而3D列印是採取了相反的方式，是增加材料，它不需要刀具和夾具，以及非常適合快速生產，尤其適合一些新車型的研發或者中小公司，3D列印技術幾乎不會產生額外的邊際成本。

另外3D列印在模具的精度和供應鏈的效率上，也都能夠帶來無法比擬的優勢。而目前在汽車領域，已經有很多廠商和公司開始進行嘗試零部件甚至是整車的3D列印，如果你對3D列印在汽車領域的應用非常感興趣，不妨和我們來一起看看。

首款3D列印電動汽車

美國本土汽車設計研發公司Local Motors不久之前剛剛宣佈研發成功世界上首款3D列印電動汽車LM3D Swim，這種汽車將于明年開始預售，售價為53000美元。Local Motors計畫讓未來的LM3D系列汽車獲得高速公路上路許可和碰撞認證。

在去年的美國拉斯維加斯改裝車零配件展覽會上，Local Motors公司用時44小時現場3D列印出Strati電動車。LM3D Swim利用直接數位製造工藝製造，它依賴Open IO平臺，未來所有 LM3D項目都將基於Open IO開發。

Local Motors表示，這種社區成員提交式設計將進入“集中測試和開發階段”，公司計畫於2017年初投入生產。LM3D Swim是一款衝浪主題敞篷汽車，看起來像是雙座跑車，採用固定車門設計，車身採用兩種顏色的油漆，車燈採用了凸出式的設計。

Local Motors與沙基工業共同開發了熱塑性車身，車身材料還整合了來自西門子、IBM等公司的其他技術，旨在提供安全、高效的駕駛體驗。

奥迪金属3D列印複刻版賽車

雖然目前主流汽車廠商還並沒有充分發揮3D列印的威力，但是奧迪似乎對這種新興技術非常感興趣，尤其是在高強度材質方面的運用。最近，奧迪的工具製造部門就運用了金屬3D列印技術，製造出了一台概念賽車。

金属3D印表機在整個過程中與塑膠有些不同，需要使用特殊的添加劑，這就意味著需要分多個層次層層列印才能創建出所需要的形狀。同時，金屬可以通過鐳射被分解成非常細小的金屬粉末。

而這種粉末的直徑比人類頭髮的直徑還要小一半，因此這就意味著金屬3D印表機可以製造出非常小巧而複雜的元件。而包括鋁和鋼鐵等構成汽車底盤的主要金屬，都可以通過3D印表機來完成。

這一次奧迪的3D列印部門正努力利用這項技術開始進行測試，並且製造出了一台1:2比例的小車。奧迪利用金屬3D列印技術製造出一半尺寸的Auto Union Typ C賽車，這款賽車由Ferdinand Prosche設計，並且在19.3年和1938年憑藉16缸的引擎獲得了多次大獎賽的勝利。

目前這台賽車只是模型，還無法列印出全尺寸的汽車組件。不過3D列印的最大好處就是可以減少廢料的產生，並且提高效益成本，同時也減少了零配件廠商在建模時的複雜性，從而加速整個汽車的研發和裝配過程。

首款3D列印概念超跑

DM公司在今年夏天對外公佈了自己首款3D列印技術製造的概念超跑DM Blade。它是一款由3D印表機製作出來的可載人超級跑車，當然了，它並不是所有元件都由3D列印機制作，只是車身的整體骨架由3D列印的鋁合金塊和碳纖維管打造，這樣做的好處在於大大降低車身的重量，同時也更利於環保，按照DM公司的介紹，這款Blade超跑的車身強度足夠高，可以應付一般的碰撞。

DM公司首先3D列印出了一種被稱之為“Node”的鋁制節點結構。使用3D列印精心打造出形狀複雜的節點之後，通過現成的碳纖維管材將它們連接在一起。當所有的節點都列印出來後，幾個半熟練的工人手工組裝該底盤前後歷時僅30分鐘，而底盤本身的重量只有61磅。

而作為一輛超跑，DM Blade的性能也絲毫不含糊，車上安裝有一個4缸700馬力的雙燃料發動機，可使用汽油或壓縮天然氣為燃料，它能夠在短短2.2秒內從0加速至100公里/每小時。

3D列印複刻版敞篷復古跑車

喜歡研究跑車的人一定知道SHELBY COBRA這款車，它由Carroll Shelby在1962年推出，稱得上是60年以來最偉大的十大跑車之一。而在高科技如此發達的今天，SHELBY COBRA不僅是最偉大的跑車之一，也是少之又少的擁有眾多複刻版和3D列印版的跑車之一。

這輛3D列印出的SHELBY COBRA採用的是專門的節能電動馬達，將于本周在底特律舉辦的北美國際汽車展會上亮相，從外觀上看，它跟真正的SHELBY COBRA幾乎無任何差別。最讓人驚訝的是，整個SHELBY COBRA 3D列印專案從構思、設計、列印到最後完工只花了6個星期的時間。

勞斯萊斯3D列印飛機引擎

勞斯萊斯除了最知名的豪華汽車之外，其實它也是全球領先的飛機發動機製造商。而就在11月，勞斯萊斯成功的在空客飛機上使用了運用3D列印技術製造的TrentXWB系列渦扇噴氣式發動機。

這款最新的TrentXWB-97引擎專為空客A350-1000設計，預計在2017年投入使用。該引擎開發設計在兩年前開始，本周第一次試飛成功，日後TrentXWB-97也將代替勞斯萊斯Trent900成為空客的新一代引擎。

這次試飛成功不僅僅是XWB-97的里程碑，其中運用的3D列印飛機引擎部件也是行業內一次引入注目的成就。

通用3D列印微型噴氣發動機

今年5月，美國電氣公司一個工程師團隊日前宣佈，他們已經成功地利用3D列印技術列印出一台小型噴氣發動機。這是一個貨真價實的噴氣式發動機，每分鐘轉速33000轉。但是他們並沒有使用普通的家庭3D印表機，而是專門打造了一台，可以使用高熔點金屬粉末作為原料的3D印表機。

這種列印出來的噴氣式發動機將用於遙控飛機，工程師團隊表示，商用飛機發動機過於複雜，目前還無法進行3D列印。這種列印出來的小型噴氣式發動機尺寸是8英寸高，1英尺長。

由於這種3D列印技術基於融合薄金屬層而建立起來，沒有採用切割技術，這個過程浪費更少的材料。另一主要優點是，複雜的零件可以獲得更精確地列印。目前，這款迷你噴氣式引擎正在GE航空部門展示但在此之前，它已經通過了全尺寸發動機測試中心的測試。

世界最大3D列印無人機

在杜拜航展上，Aurora Flight Sciences攜手Stratasys公司展示了航速可達241km/h的3D列印噴氣式高速無人機。此外它也是當前最大、最複雜的3D印表機無人機。

Aurora Flight Sciences負責設計，而Stratasys則負責組裝。這款無人機的翼展為3米，但卻僅重15公斤，且機身的80%都是通過熔融沉積成型FDM的方式3D列印而成。

Aurora Flight Sciences的Dan Campbell表示，這款產品也是當前通過3D列印製作的最大、最快、最複雜的無人機。兩家公司表示，它們的主要目標是為了闡明，從設計到製造一架羽量級噴氣式無人機，究竟可以有多快。

列印耗時最多的還是機身部分，使用了長達9天的時間。該機的其餘部分，包括機翼、噴嘴、燃料箱等小部件也都在同時生產，所耗時間從幾小時到幾天不等。