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3D打印绝对算是近几年来最热的话题之一，甚至于有人将其称为“第三次工业革命”。确实，3D打印技术已经在诸多领域引领变革，而在汽车行业中，能够上路行驶的3D打印汽车也已经面世。这是不是意味着，3D打印将改变汽车业的格局呢？
3D打印的原材料
3D打印的原理
在讨论3D打印汽车之前，我们先来了解一下3D打印机的工作原理。3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。与普通打印机相比，3D打印机的“墨水”为原材料，通过若干层材料的堆叠达到立体效果。有许多人将这一过程比喻为搭积木，的确有几分相似。
3D打印的过程与普通打印机非常相似。首先，你要有一个模型文件，只不过相较普通打印机需要的文档或图片，3D打印机读取的文件为3D模型文件。目前已经有许多3D模型文件的分享网站（例：http://www.thingiverse.com/）。最后需要给打印机一个打印的过程，普通打印机向纸张上打印图片或文字同样需要过程。而3D打印由于打印过程比较复杂，所以需要花费不少时间，当然这也取决于你打印模型的大小。
就像普通打印机需要耗材（激光打印机需要硒鼓，喷墨打印机为墨盒）一样，3D打印机同样需要。随着3D打印技术的发展，目前用于3D打印的耗材种类很多，以满足不同需求。当然，不同材质的价格相差较大，打印出来的效果也有区别。而3D打印机要做的是一个融化耗材，创造全新形状的过程。
Urbee 2的打印部件
第一款3D打印汽车——Urbee2
3D打印的原理看起来简单，但它能够实现的效果确非常神奇。让我们有了可以简单的生产任何形状物体的憧憬。那么它在汽车领域的发展如何呢？是不是以后我们就可以像攒电脑一样DIY自己的车子了呢？别急，我们先来看看3D汽车的发展史。
说发展史有些夸张了，因为世界上第一款3D打印汽车的诞生离我们并不久远。在2013年上半年，一台名为Urbee2的小车诞生了。其实它的前身Urbee早在2010年就推出了，只不过当时由于各种问题只停留在了概念阶段。Urbee2则是一款真正意义上量产的车型。
Urbee2是一款搭载混合动力的三轮车，由车身后置的独轮驱动。在城市中行驶时，Urbee2由电力驱动，内置7.6kWh电量，两个前轮由一对36伏特的电动马达驱动，可提供6kW的巡航动力，最高动力12kW。电力驱动行驶里程可达64公里。当电力不足时，则切换到内燃机来驱动发电机给电池供电。
Urbee2包含了超过50个3D打印组件，但这相较传统制造工艺显得十分精简。车辆除了底盘、动力系统和电子设备等，超过50%的部分都是由ABS塑料打印而来。据悉，生产Urbee2需要花费2500小时，换算一下就是没日没夜也需要超过100天才能打印这样一辆车。
对于底盘方面未采用3D打印进行制造，设计团队表示是出于安全方面的考虑。此外，为了达到更高的安全标准，框架部分也同样采用了钢管焊接。Urbee2由于车身重量和尺寸较小，加上三轮的布局，在某些国家只能按照摩托车标准注册。
3D打印汽车的升级版——Strati
Strati是LocalMotors公司推出的一款3D打印汽车，号称Strati是全球第一辆。因为在LocalMotors看来，Urbee2的底盘部件并未由3D打印机完成，而Strati不仅3D打印的应用率更高，而且已经接受媒体试驾，所以它同样可以称为“第一辆3D打印汽车”。
Strati诞生于2014年，它的确相较Urbee2有了明显的进步。首先，它的底盘部分也采用了3D打印技术制造，其次它的打印时间仅为44个小时。如果加上组装时间，最新的数据表明只需要三天就能造出Strati。从超过100天到3天，效率的飞速提升预示着3D打印汽车的未来发展不可预估。
在外型上，相较Urbee2略显怪异的造型，Strati也更符合人们的审美。宽车身加上低矮的底盘高度甚至让它有了些运动车的气质。
Strati的最高时速可达56公里，动力部分采用电池驱动，续航里程193到243公里。虽然生产Strati的LocalMotors公司有些“瞧不起”Urbee23D打印的应用率，事实上Strati除了多出在底盘部分的应用外，动力总成、悬挂、以及转向部件来自雷诺的Twizy。此外，座椅、车灯、轮圈和轮胎也采用传统方式制造。由于需要考虑到安全性，Strati的原材料为加入了碳纤维的热塑材料。
虽然Strati许多部分仍采用传统方式制造，但3D打印汽车还是拥有非常大的优势。相较传统汽车制造业用零件拼接的方式生产汽车，3D打印汽车则先打造一个框架，然后将需要的部件填补进去。3D打印汽车更少部件的应用不仅可以大幅降低车身重量，还可以省去冲压这一环节。这对于小规模生产来说，省去了制造模具的成本，效率更高，而且不需要硕大的厂房，直接降低了汽车生产的门槛。
目前生产Strati的公司正在计划着该车的上市计划，而公布的预售价则为1.1万英镑（约合人民币11万元）起售。如果把它当成首批3D打印汽车产品，这个售价并不高。但如果与传统汽车相比，它的售价则并不占优势。此外，由于3D打印的精度问题，用户还需要忍受粗糙的做工。粗糙不平的打印面如果想要获得平滑效果，又将进一步提高成本，加大打印时间。
3D打印在什么方面开始影响汽车业
虽然3D打印汽车已经逐渐兴起，但仍旧存在着许多亟待解决的问题。首先，相较传统汽车制造业而言，生产周期和产能还是较低，很难大规模量产。此外，由于需要考虑到安全性等因素，原材料品质与成本因素很难平衡，导致单车生产成本过高也制约着现阶段3D汽车的商业化。
不过就现阶段而言，3D打印在汽车领域也已经有了很好的应用。除了整车3D打印技术外，已经有两个领域开始了应用阶段：
设计领域，由于3D打印的快速成型特性，汽车厂商可以应用于汽车外形设计的研发。相较传统的手工制作油泥模型，3D打印能更精确的将3D设计图转换成实物，而且时间更短，提高汽车设计层面的生产效率。目前许多厂商已经在设计方面开始利用3D打印技术，比如不久前我们曾经参观的奔驰设计中心。
零部件领域，3D打印技术还能快速的生产造型复杂的产品，而汽车零部件正是。在传统汽车制造领域，汽车零部件的开发往往需要长时间的研发、测试。从研发到测试阶段还需要制作零件模具，不仅时间长，而且成本高。当存在问题时，修正零件也需要同样漫长的周期。而3D打印技术则能快速制作造型复杂的零部件，当测试出现问题时，修改3D文件重新打印即可再次测试。可以说，3D打印技术让未来零部件的开发成本更低，效率更高。
3D打印整车很难在近期改变我们的生活，但3D打印在以上两个领域将在短时间内让消费者从中受益。研发阶段成本的降低、效率的提高将为消费者带来更高品质的汽车产品，同时价格也将更实惠。
未来在汽车领域的发展道路
汽车零件方面，3D打印已经有了明确的发展道路，再次就不过多讨论。我们主要来谈谈3D打印整车的发展。
定制化。相信很长一段时间，未来3D打印汽车就像我们之前提到了“攒电脑”这个概念，“机箱”也就是整体外观造型，能提供不同样式以供消费者彰显个性；至于“主板”、“内存”这些内部部件，则提供不同样式的3D打印产品供选装；动力总成等核心部件，则可采购传统制造商的产品。虽然短时间内3D打印很难在成本方面有大的突破，但相信“定制化”的产品概念还是能吸引不少消费者的买单，另辟蹊径的生产模式或许让3D打印汽车的商业化并不遥远。
当然，真正实现定制化生产并将其商业化，3D打印汽车还有不少路要走。首先要设计好不同部件的兼容性，消费者选择选装件时也能快速完成拼装；另外，之前我们提到的安全性，不光是碰撞安全，还要兼顾个性化外观可能对行人的伤害等等；最后要考虑的就是法律因素了，繁杂的样式对于合法上路提出了严峻的挑战。
未来终级解决方案则是100%3D打印。当汽车能100%实现3D打印时，才是3D打印汽车的终极阶段。当然，像发动机、电子设备这些部件等短时间内采用3D打印技术的可能性不大，抛开成本因素，材料能耐受的工作温度及强度也需要检验。不过随着科技的发展，核心部件的打印未必就不能实现，未来3D打印或许真的能成为私人造车机器。到那时，完成一辆属于自己的车，或许就像组装一个汽车模型一样简单。
文/宝汽维协
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