汽车制造商从3D打印所带来的优势中受益的不同方式。随着技术在汽车行业中的地位越来越高，许多公司开始注意到它，但是许多公司以不同的能力和用途使用它。这些需求可以涵盖一切，从工具到备件/供应链管理，再到最终使用的零件，甚至是整车。
有趣的是，该技术已经走了多远，行业中的知名企业如何使用它，以及他们在未来的生产链中看到了什么。本文旨在深入了解世界上一些最大的汽车制造商在其工作流程中使用3D打印的多种方式。
宝马
由于大多数3D打印用于小批量生产，因此使用3D打印所允许的独特元素有很大的定制空间和复杂性。宝马对这种形式的设计和制造并不陌生，他们在预开发，车辆验证和测试中使用3D打印，或者在概念车和样车中采用3D打印。他们采用了该技术以实现大批量生产，但是较小的生产量使他们能够完全根据客户需求生产个性化产品。
该公司在增材制造的使用方面表现出色，并指出他们潜在地看到“在批量生产和新客户报价方面具有巨大的未来潜力”（据宝马在德国的专家称）。他们一直在使用该技术来增强塑料和金属部件。他们最著名的是与HP合作，在其大规模生产系统上生产产品。
像该清单上的许多其他公司一样，宝马一直将其用作生产其他技术无法制造的零件的手段。i8跑车的顶盖就是一个很好的例子。使用传统的铸造工艺不可能安装该部件。除了扩大设计可能性之外，3D打印汽车零件更耐用，而且重量也比以前的迭代要轻。
同样，宝马推出了带有由亚麻纤维制成的3D打印冷却轴的iFE.20 Formula E赛车手。该零件于2019年底进行了展示。与普通的碳材料相比，亚麻具有更大的吸收力和更大的抗冲击性，这对于具有E公式的发生颠簸和碰撞的障碍的街道赛道可能是有利的。这使它成为工作团队推出的第一款BMW赛车，其零件由可再生纺织纤维制成，也使其对环境友好。
该公司还将3D打印用于提升工具和安全性。这方面的一个很好的例子是他们用来修整排水孔塞子的专用手套。这些塞子必须用工程师的手指手动设置，这意味着拇指会承受很大的压力。幸运的是，他们想出了可以安装在工作手套上的3D打印解决方案。
除了在自己的汽车上工作以外，该公司的工程师还一直在协助外部项目。一个例子就是为英国残奥会篮球队开发了定制的3D打印座椅。利用3D人体扫描和最新的增材制造技术，宝马的工程师构造了整个轮椅车队，使运动员能够展现出更高水平的运动能力。
福特汽车
福特的夹具 福特的夹具
就对3D打印的承诺而言，福特正在率先采用这种技术。该公司成立了增材制造中心，并将其业务广泛应用于他们的工作流程中。在创建塑料和金属印刷品方面，他们与Ultimaker，Stratasys和GE Additive等多家公司建立了长期合作关系，这些公司为整个生产链中的各种AM应用提供机器。
他们还使用3D打印来减少模具的成本和时间，因为该公司发现，与等待供应商等类似的东西相比，在工厂制造自己的零件更快。他们还将这些相同的原理应用于夹具和固定装置，它们是在世界各地的设施中开发的。
在过去的几十年中，他们扩大了3D打印业务，制造金属和塑料组件。正如公司所说：“在过去的几十年中，福特印刷了500,000多个零件，节省了数十亿美元和数百万小时的工作时间。使用传统方法生产原型需要4-5个月，花费500,000美元，而3D打印的零件可以在几天或几小时内生产，成本为几千美元。
同样，福特的各个子公司也一直在炫耀其AM冲锋枪，其中最引人注目的是Shelby GT500背后的设计团队。今年，他们用3D打印机在短短几天内就为新GT500打印了最有前途的设计，从而极大地加快了改进和测试阶段。这种速度使他们能够一点一点地快速调整Shelby GT500，以惊人的速度引入新的物理设计。他们还开发了一种新的扰流翼混合动力设计，该团队将其称为“秋千”。这项新设计是GT500出色的空气动力学性能的一个重要因素。
EcoBoost引擎
该公司在2月创下了另一个重要的3D打印里程碑。他们的福特性能部门处理高性能部件，将3D打印称为他们在汽车历史上最大的用于工作车辆的金属汽车部件。金属部件安装在配备了双涡轮增压3.5升V6 EcoBoost发动机的1977年福特F-150 Hoonitruck中。零件本身是铝制歧管入口，使用GE Additive的Concept Laser X LINE 2000R印刷。
沃尔沃
沃尔沃虽然不是汽车3D打印的最主要用户，但近年来在这方面取得了长足的进步。与清单上的许多其他公司一样，沃尔沃一直在使用3D打印进行工具和供应链管理。使用3D打印在为公司的机器补充新的印刷件以生产停产零件时特别有用。沃尔沃主要使用3D打印的塑料零件，并希望在不久的将来实现金属零件的实施。
截至2018年，该公司主要将增材制造用于原型设计和工具制作。“由于我们只需要生产少量零件即可进行原型制作，因此这是查看有效方法的好方法，”沃尔沃建筑设备公司（建筑设备）轮式装载机动力总成安装开发工程师Fredrick Andersson说。“我们拥有丰富的知识，我们可以通过3D打印轻松快速地进行更改。因此，这意味着新产品的上市时间更快，因此对我们公司而言是巨大的利益。”
正如他们正在测试的各种新技术所证明的那样，原型制作速度的提高对公司产生了巨大的帮助。例如，沃尔沃的工程师为该公司的A25G和A30G车辆设计了新的水泵壳体。他们进行了模拟，以优化外壳中内部流动通道的设计，但是需要构建一个原型来执行功能测试，以验证新设计。该项目的模具成本约为9,090美元，零件成本约为909美元。生产原型的交货时间最少为20周。另一方面，3D打印原型的成本为770美元，仅用了两周时间。
然而，在2019年，该公司在AM流程方面提高了赌注，特别是在其沃尔沃卡车分公司。他们在弗吉尼亚州都柏林的新河谷（NRV）工厂今年在制造业世界中引起了不少关注。他们主要使用SLS，但也涉足其他AM方法。这个特殊的工厂生产了500多种制造工具和固定装置，这些制造工具和固定装置正在使用3D打印的车间中使用。该设施还是北美汽车工程的主要枢纽。
除了商用车，该公司还开发建筑设备。可以肯定的是，3D打印也在公司运营的这一方面取得了成功。沃尔沃将3D打印技术应用于他们的铰接式运输卡车的重新装配中，从而将原型设计的成本降低了十分之一。这也使他们将花费的时间从20周减少到仅2周。
通用汽车
通用汽车及其其他分支机构是3D打印技术的主要用户（和开发人员）。截至2018年，通用汽车每年在工具上节省30万美元，并且在使用替代燃料来源的新技术开发方面取得了足够的进步。这家领先的汽车制造商去年宣布，计划到2023年在全球推出20款新的电动和燃料电池车型。
尽管他们的3D打印操作主要涉及原型制作，但它们仍在扩展。通用汽车增材设计与制造总监凯文·奎因（Kevin Quinn）表示，该公司进一步计划扩大其印刷业务，以“随着技术的进步而大规模生产数以万计的零件”。该计划很可能在未来5年内展开。
该公司的沃伦技术中心每年生产大约30,000个原型零件。零件由至少九种材料组成，采用了塑料，金属和粉末的组合。它们主要用于原型制作，但该公司也在研究最终用途零件。他们还与波音公司共同拥有HRL实验室，后者最终生产了3D打印铝合金。
通用汽车全球制造整合总监丹·格里沙伯（Dan Grieshaber）表示，通用汽车的大多数工厂现在都配备了3D打印机。该公司计划至少在其北美工厂内进一步提高它。此举可能每年为通用汽车节省数百万美元的生产成本。通用汽车长期以来一直是3D打印及其各种分支技术的投资商。他们正在将其用于快速建造工厂工人的工具和配件。仅在今年，该公司就表示，一台价值35,000美元的3D打印机的实施在两年内为公司节省了300,000美元。虽然工具生产是打印机的主要角色，但公司可能会在日常操作中增加增材制造的角色。
他们与Autodesk的合作伙伴关系在制造轻型3D打印零件方面受益匪浅，可以帮助汽车制造商实现其目标，在其产品阵容中增加替代燃料汽车。也是相同合作的一部分，两家公司于2019年展示了3D打印的不锈钢座椅支架，并采用Autodesk技术进行了开发。
2019年初，通用汽车正在研究一种新颖的3D打印新设计应用程序。他们与Michellin合作，希望生产一种耐用性强的新型轮胎。Uptis轮胎仍在开发中，但两家公司已进入测试阶段。他们声称轮胎将是100％可持续的，耐久的，并且能够持续使用更长的时间。它们也是一种更环保的选择，生产过程中的浪费更少。最近，工程师们正在使用雪佛兰Bolt EV车队在密歇根州测试新轮胎，并提出了在2024年向公众提供这些轮胎的可能性。
保时捷
保时捷一直将3D打印用于各种不同的目的，从主要部件到重新改造旧型号的供应链。保时捷目前正在使用3D打印来生产非常特定的备件，但没有那么广泛。这是由于他们需要执行严格的质量标准以确保安全性达到最高水平。该公司还生产较少的单位，因为它们更多的是经典和豪华汽车品牌。
为了开发停产的组件，例如保时捷959上的离合器释放杆，该公司采用了激光熔化技术。他们使用粉末状的工具钢，并且与其他方法相比，可以更有效地取出零件。
3D打印的使用也使该公司转向按需打印，从而大大降低了与材料，运输和存储相关的成本。这也是有益的，因为这些零件的需求量不大，而且保持恒定产量通常很昂贵。保时捷最著名的就是与马克福德（Markfordged）合作恢复这些经典零件。
主要是，他们将SLM和SLS用于他们需要生产的各种零件。保时捷表示，在许多情况下3D打印零件都优于旧零件。尽管他们目前仅打印有限数量的零件，但自2018年以来他们一直在扩展产品组合并测试未来的零件。
