First 3D Printed Supercar - A New Way To Build Cars
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來源： 車雲網
隨著汽車時代的進步，人們手握方向盤的時間越來越多，自動駕駛的浪潮正在湧起。而與之同樣備受關注的3D列印技術，能否在未來改變整個汽車製造行業呢？
未來能否實現汽車的完全個性化訂製？一些設計師對此深信不疑。
來自哈佛大學的一項研究顯示，美國人平均每天用於駕駛汽車的時間為101分鐘。如果折算到平均壽命當中，人的一生要付出37935小時在駕駛汽車上，約4.3年。而且更加令人沮喪的是，大多數美國人已經習慣了不斷付出油費，卻使汽車的全部壽命只在其原始價值中度過。
根據上述統計數字，我們可以預示到自動駕駛技術，將給人們帶來的影響。試想一下，如果能夠省下坐在方向盤前的4.3年時光，人們能夠做些什麼？人們甚至可以每年多擠出兩個額外的假期，用來享受生活。
伴隨著經濟性與實用性的考量，自動駕駛的新時代正在逐步向我們走來，而不斷向前發展的新技術，又給我們帶來了另一個新的期待，這就是3D列印技術引領的汽車個性化新趨勢。
在追求實現自我價值的當今社會，人們對個性化的事物更感興趣。人們會不遺餘力的表現自己，對事物外在形式的感受，展示自己良好的品味，還會為此付出強大的購買力。
人們會按照自我喜好，聘請設計師進行房屋裝修的個性化設計，也會將自己的辦公區域裝扮的獨具匠心，甚至還可以在網上訂製自己的專屬休閒鞋。
然而在人生中要花費數萬小時在汽車上，人們能有什麼個性化的選擇呢？會像人們在其他方面所追求的個性那樣嗎？人們有可能像裝修設計那樣，走進一家汽車經銷商，和設計師聊聊自己的想法，然後請設計師用CAD軟體製作出效果圖，最後用一個巨大的3D列印機將整個汽車製作出來嗎？
3D列印行業的設計者們相信，人們至少可以在某些方面，實現汽車個性化設計。事實上，有一些3D列印行業的企業，已經開始在當今和未來汽車設計領域，開展3D列印的嘗試，例如Local Motors公司，它們專注於用3D列印技術，盡可能替代現有汽車組件的設計製造。
要知道一輛現代汽車，擁有超過兩萬個互相獨立的組件協同工作，經過設計精密而高效的生產線組裝而成，這些生產線的每一個步驟功能單一，目的明確，輔之以人工對生產過程的監測與維護。要想通過3D列印技術取而代之，需要付出極大的努力去探索技術。
不同種類的車身零組件，往往由不同材料製成，有著各自的外形特徵和材料屬性，因此使用3D列印實現的複雜程度，可想而知。更何況還有行車電腦和電氣系統、發動機、蓄電池等更加複雜的組件。
現實情況是，現代汽車裝配生產線一次可以組裝數百輛汽車，而3D列印技術在可預測的將來，尚不具備列印完整汽車的能力，所以那種點一下按鈕，就列印出一輛汽車的橋段，還只能停留在科幻故事裡。
許多業內人士認為，由於缺少必要技術支撐與設計需求，以及安全法規的缺失，大規模實現汽車的完全個性化設計製造，在未來100年，甚至更遠的時間內，都不具有可實踐性。
不過對個性化設計的部分性嘗試，還是已經出現了，「如果只需要體現車身結構的汽車框架，那麼現有的3D列印技術即可實現，如果要實現更複雜的零件，例如車內空調、電控車窗亦或是特斯拉使用的遠端控制裝置，我認為到2025年可以實現。」一位名叫Alder Riley的業內專家表示。
重新定義汽車外觀設計
需要指出的是，汽車工業蘊含著九萬億美元的巨大市場規模，並且汽車工業多次發生變革，每一次都給市場帶來巨大的震動。而最終消費者的購買行為，影響著行業的沈浮，也決定著企業的生存與繁榮，而當今的消費者們對個性化的需求，越來越強烈。
「亨利·福特在汽車工業早期，丟掉市場佔有率就是因為他忽視了消費者對個性化的需求，」Marco Perry，一位在紐約汽車圈內工作的研發設計工程師表示。「比起千篇一律的黑色，人們更喜歡多種多樣的顏色，最終通用汽車以自身在市場上的成功，向福特證明瞭消費者需要自己的選擇權。」
在福特T型車的時代之後，汽車設計用了很長時間，跟上了消費者選擇的腳步，而且可供選擇的，不再僅僅是車身顏色。
當然，Marco Perry也承認，過量的選擇餘地，和無限制的自主訂製，只會令消費者眼花繚亂，無法做出合適的決策。而且量產化訂製服務，與針對特殊需求市場的專有訂製服務相比，其生產成本，和各種不同零件的儲備成本，都成倍增長，這直接影響了量產車訂製服務的普及。
John Kawola，一家3D列印企業的負責人，也認同這個觀點。他表示：「問題在於生產規模，例如目前列印一個汽車保險桿，就需要使用大型3D列印機，成本非常高。」
不過隨著高新科技成指數級數的高速發展，這一願景的實現，並非無法想象，其成本降低到消費者可承擔的速度，會超過人們的期待。
一種想法是利用加法的思維模式，用戶可以選定一款標準車體，然後在其上添加各種個性訂製的車身組件。而廠商則需要開發一款CAD軟體，幫助用戶向選定的車體底盤上添加組件，但是出於安全考慮，已選定的標準車體部分不能減少或更改。
而且這種軟體應該可以進行仿真風洞試驗，用於測試訂製成品的風阻水準，並自動確保車身組件，如發動機蓋、車門、油箱蓋、車窗等能夠正常開合，同時輔助添加雨刮器、後視鏡、天窗等部件。
另外一些業內人士則認為，由於3D列印材料普遍輕於傳統材料，由此帶來的減法思維模式更有意義。但是John Kawola對此表示了擔憂，由於汽車產業歷來對安全高度重視，並且安全監管法規非常嚴格，通過3D列印材料雖然可以將車輛大幅減重，甚至能從5000磅降至1500磅，但隨之而來的嚴重安全隱憂，卻並未完全解決，他說：「如果給用戶完全放開汽車設計的自由度，那就有可能帶來巨大的安全風險。」
材料創新，是3D列印技術為汽車設計和製造領域，帶來的另一個改變。在對材料技術高度依賴的航天工業領域，這一改變已經開始。John Kawola注意到，航天工業對產品每個組成單元的體積和重量都要精細設計，所以利用3D列印技術進行設計已經開始了。
他表示：「航天工業非常重視3D 列印技術帶來的價值，特別是它能夠幫助設計出更加輕質的組件。」反觀汽車領域，相對於每年產出的汽車數量，航天領域每年製造的飛行器數量要少很多，3D列印新技術在汽車領域的利用率可見一斑。
「最近一兩年，用於列印汽車的新材料和新技術，成為了業界的關注焦點。業內普遍意識到利用3D列印技術，材料不僅可以得到更有效的利用，同時材料本身的性能也會增強。」Adam Clark，一位專注於增量製造技術，和工程設計服務的專家表示。
「目前來看製作車身的材料主要是金屬和碳纖維，但是大家都相信終有一天用那種漿糊一樣的3D材料可以列印出完整的汽車。」
Alder Riley半開玩笑的說道，並補充說，「未來汽車設計中使用鋁合金框架，將越來越普遍，因為鋁合金具有高強度，低重量的特點。儘管目前受限於製造技術，鋁合金在汽車結構上的應用規模還比較小」。
另外，Adam Clark注意到主流OEM廠商，已經表態希望能在兩到三年內，將3D列印的零組件應用到常規生產當中，儘管他認為這與廠商是否願意，將外觀設計放權給客戶訂制無關。「目前看到的情形是，即便給用戶提供了選擇，但這些設計選項仍然必須是經過廠商核准的。」他說。
打破汽車設計常規
儘管有些看法認為，廠商控制下的訂製服務，限制了3D列印個性訂製的創造性和廣闊的市場機遇，但畢竟，按照多數設計行業人士的觀點，一般消費者很難真正搞清楚，自己的需求是什麼，更不要提他們中的大部分人，是否有能力為自己設計出達到功能要求，並符合安全標準的定制產品了。
「設計工作還是要讓專業設計師去完成」是普遍認同的底線。
「總體上說，人們並不關心技術上的具體細節，也不想被過多的選項所困擾，他們所關心的是自己的選擇是否真正可以實現。」Marco Perry解釋道。
從汽車技術出現至今，生產技術不斷代換，已經取得了很大的進步，但這並不意味著安全和產品質的理念，在人們造車過程變得根深蒂固了。
「我感到將來會有許多現有設計原則被打破，但我認為應有一個足夠強大的分析工具，來建造一個安全架構應對，這種新的設計環境。」Adam Clark說道，但他也注意到新的軟體設計的產品形狀和質感，將會高度還原用戶輸入的想法。
更酷的是，一旦設備足夠高級，製造過程的問題也得到解決，汽車廠商僅需調整軟體設置，就可以用一台機器，既能列印跑車，又能列印廂型車。更不要說客戶加法訂制，已經在汽車周邊產品領域形成了一個巨大的市場。隨著3D列印技術的不斷進步，數千種訂制零件的價格，將更有吸引力。
汽車維修的成本也會降低嗎？如果自動駕駛汽車真有廠商宣傳的那麼神乎其神的話，恐怕就沒有那麼多汽車需要維修了。不過針對此問題給出的回答是「可能會下降。」，試想一下人們到經銷商那裡去換個車燈，卻發現原來整個車身，都可以現場3D列印，從而不再需要倉庫來存放配件，自然降低了零配件的採購和儲運成本。
零配件供應商也可以按照需求，來生產產品。而傳統汽車製造商慢慢會意識到3D列印技術的好處，逐漸用3D列印材料，替代昂貴和珍惜的金屬材料。
那麼，未來購買汽車的場景會是什麼樣子呢？可能我們只需戴上VR裝備，然後在虛擬現實場景中，隨意選擇各種顏色樣式的零組件安裝到車體上，直到設計出自己滿意的車身為止。
這很有可能會實現。它也會引導汽車完全按照消費者的訂製生產，而不是像現在這樣大批量生產，出來等著消費者去挑選。這剛好類似於特斯拉先收訂金後，組織生產的模式。這種模式可持續性強，更加環保，成本效益更好。
汽車行業也可能會，從已大量應用3D列印技術的義肢製作行業，吸取經驗。例如在滿足醫療標準的基礎上，許多廠商會努力為用戶訂製完全依個體特點設計的義肢。
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