3D打印能制造汽车吗?



人类创造了技术,但技术似乎拥有独立的、狡黠的人格,因为她通常会给我们挖两个大坑,第一个叫“抗拒”,第二个叫“崇拜”。当你接近她的时候,在坑沿上保持平衡异常艰难。

3D打印往往使我们堕入后者,她的发明者和使用者都有一定责任。他们强调了3D打印的“无所不能”,而有意隐瞒了打印之前需要复杂的三维建模。而建膜本身仍然使用传统的软件,诸如CAD、PRO-E和3Dsmax之类。

不过,当有家公司在网上声称,他们“打印”出一辆汽车时,我们还是被震惊了。这辆名为Urbee的混动车,据KorEcologic公司形容为外形似鼠标,但实际上它更像一个有蒙皮的三轮车。

即便是这样一辆车,3D打印能够完成吗?总设计师(同时也是这家公司的创始人)Jim Kor承认,底盘、发动机、变速箱、传动系统、刹车系统和风挡玻璃仍然“采用传统工艺制作”(他没说这些都是网上订购的)。

那么,3D打印做了什么?车壳、仪表台饰板和精致的门把手。Jim Kor同时声称,不用担心3D打印的精度,“它可以达到0.01毫米的精度”。如果发动机活塞和汽缸壁之间的配合达到这样的精度,消费者可以松了口气。但是很遗憾,发动机是买来的,因为3D打印的原料都是塑料或者树脂。之前有人称打印出手枪并击发,但是他没告诉你撞针是金属的(传统方法制作),而且这玩意儿开了一枪就废了,更令人不齿的是,打出的唯一一粒子弹不知所踪。令人欣慰,子弹没有向后射出。

如果有人一手挥舞着喷枪,另一手拎着一桶加热后的不明液体,声称这两样就可以做出一辆汽车,那么就建议你将这桶黏糊糊的东西扣在他头上,这样你也能完成一样作品——一个生前乱喷的“兵马俑”。

Jim Kor到底是伟大的发明家还是江湖骗子?他宣称要把Urbee送到勒芒赛去检验实力。如果组委会批准了,也许你会看到混动三轮大战A1赛车,或者这辆车在后面吃土都赶不上新鲜的?也许更应该怀疑这辆车是传说中的“木牛流马”——你知道它,景仰它,但你制造出它,发现它根本无法移动。

当然,技术是发展的。假定3D打印的喷枪可以堆叠金属(已经有人这样声称了),那么“堆出”的发动机活塞杆,如何达到精细冷拔、精磨和高精细抛光所能达到的洛氏硬度、韧性、耐高温和光滑的研磨表面?

达到这一切的喷枪口的温度是多少?不要告诉大家是1000度以下,因为低于这个温度,无法改变高碳钢的金属相。很不幸,喷枪喷口必须用耐高温的钨锰合金或者陶瓷制造。而3D打印机内部还要变成耐高压、适应不同温度的炼钢炉。甚至比炼钢炉还要耐用,因为后者做温度循环会造成严重的自身损害。

这样制造出的3D打印机,还有多少实用价值呢?好吧,让我们另辟蹊径,假定发明了新材料,100摄氏度就能达到热轧钢所能达到的强度硬度。但仍然回避不了的问题是,如何同时在一台打印机内部实现较高的尺寸(公差配合)精度和表面(抛光、研磨等)精度?

因此,残酷的现实是,人类无法打印出汽车,无法打印出任何需要有精度的金属部件的设备。不但近期不能,可预见的远期也不能。

不过,也不能认为3D打印,在汽车设计制造中,只充当可有可无的花瓶角色。其长处在于制造模具。汽车上的注塑件众多,每一件都需要开模。这是一件令人沮丧而又不得不完成的工作。尽管用PRO-E做出赏心悦目的模具三维模型,但无论木头还是树脂,都不能被感化自动变成计算机所展示的那样。必须使用“原始的”手工工具和简单的机床设备,经过一番铣剪切刨削之后,才粗具模样。用400-1200目砂纸细细打磨,这又是一件费手指头的活计,很难用自动化设备代劳。

3D打印可以在一两个小时堆叠出模型,和你花了1周制作出的模型没什么差别,只不过后者令手变得粗糙。

在车型研发的整个周期内,前期的设计开发阶段,需要制作出样车模型(德国车企喜欢制作大尺寸的1:1的模型,而日企则喜欢1:10或者20的缩小模型),又轮到3D打印大显身手了,又是几个小时拿出成品。

对于大模型,计算机将其拆解成几大模块,分别打印出来以后,进行简单的拼装,这一部分工作可以由一个端茶水的实习生来完成。

显然,3D打印大大减少了新车型研发的周期和成本。事实上,绝大多数汽车设计中心已经拥有各种各样的3D打印机,他们都称这玩意儿帮了大忙。但它们是否真正起作用,取决于领导层接纳新技术的眼界;也取决于设计师是否愿意为了偷懒而冒被老板狠尅的风险。

让3D打印做它擅长的事情,而非将其神化为造物者之手。现在,你不会认为我们正跌入第一个坑吧?

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