70個汽車零件優(yōu)化成一個！特斯拉將規(guī)模應用3D打印技術

導讀：據Wohlers2020報告，汽車已經成為3D打印技術最大的應用，超越航空航天、醫(yī)療等領域。

南極熊注意到，全球電動汽車領導廠商特斯拉的股價漲上天了，其市值達4000多億美元，是寶馬+奔馳+大眾等汽車廠商的市值總和還要多，成為世界第一汽車廠商。

據專家稱，特斯拉股價猛漲的原因是，其技術比競爭對手領先了六到十年。特斯拉對3D打印技術的使用不太公開，但是在2020年第一季度財務報告中，展示了一個很大的，經過專門設計的金屬零件，用于新的ModelY車型。2020年9月份，特斯拉開始大肆招聘3D打印技術人才。


△70個零件，變成只有2個零件

電動汽車Model Y的后部底盤，它可以從70個不同的零件變成只有兩個，最后是一塊金屬。特斯拉的工廠在自動化方面取得了長足的進步。有問題的零件可能使用特斯拉新安裝的新型大型鑄造機生產的。它是使用增材制造進行原型設計的，使用混合的減材制造技術加金屬沉積技術，作為生產這種尺寸零件的首選方法。

△之前的車底部件由70個不同的組件組成

鑄造行業(yè)人士告訴南極熊，如果借助直接金屬3D打印技術或者砂型鑄造金屬3D打印技術，可以減少定制鑄件中的子裝配體（從70個縮為1個），實現重大轉變！特別是砂型鑄造金屬3D打印工藝（先使用砂型3D打印機打印出砂模，再進行鑄造），已經足夠成熟、成本也很低，改善傳統鑄造行業(yè)的可能性將變得越來越主流，能夠支持汽車領域所需的大批量生產。


△過專門設計的車身底部，由2個零件和1個單體零件組成


Model Y新款的車底部件，展示特斯拉應用3D打印技術拓撲優(yōu)化生成設計的痕跡證據，可能會顯著提高質量和性能，3D打印的使用變得更具吸引力。從長遠來看，這意味著，如果3D打印技術制造的零件被證明具有成本效益，則很快將用于許多其他當前和未來的車型，從而使特斯拉在行動緩慢的競爭對手中擁有更大的領先優(yōu)勢。

但有網友表示，3D打印成本太高了，特斯拉很可能沒有計劃將3D打印作為大規(guī)模生產流程的常規(guī)部分，只是用于生產線的工裝夾具、新設備、車輛的修理和測試。使用3D打印技術進行研發(fā)，的確可以大大提高升級迭代的速度，一旦確定了設計，就可以找到批量生產的解決方案，切換到低成本的傳統工藝流程。

網友拆解特斯拉，發(fā)現FDM 3D打印零部件

2020年4月份，國外工程師Sandy Munro對特斯拉Model Y進行了拆解，視頻顯示了3D打印的部件。這是汽車HVAC系統中的3D打印的部件，很可能是使用3D打印技術來解決原始模具的缺陷，避免生產延遲影響交付。

△特斯拉Model Y上的3D打印零件，采用FDM工藝制造

在檢查該車的HVAC（加熱、通風和空調）風箱上一個大型注塑成型的部件時，Sandy Munro發(fā)現了一個3D打印的圓形部件。由于這個部件具有明顯的層層堆疊的結構，憑著他的技術直覺這個零件是3D打印的，Sandy將該3D打印零件的使用歸結為Model Y生產線上的一個制造故障，在這里FDM技術制造的零件用于快速修復。

△這張圖片可以清楚的看到3D打印的痕跡，很明顯是用來修補一個缺陷

汽車制造商在開始量產車型之前，往往會有一個 "工藝驗證 "的過程，這意味著所有的單個部件都要進行生產和組裝，以確保其可行性。最初的試運行也提供了一個機會，對生產線上的工人進行培訓。如果出現任何問題，在開始生產之前，制造商有機會補救和微調流程。

特斯拉很可能是忽視了Model Y的暖通空調裝置的一個缺陷，在修復之前就開始生產該車。當Elon Musk的工程師們終于發(fā)現了這個問題時，可能已經太晚了，數百臺暖通空調單元已經生產出來，并準備好了組裝。那時候，如果只是3D打印出車輛缺失的部分，比起組織一整條新的生產線來生產風箱，會更容易一些。

賽車領域早已應用3D打印

過去幾年里，一級方程式車隊一直在使用3D打印技術做相當漂亮的事情。

在測試期間，團隊將實時數據和遙測數據發(fā)送給坐在幾百或幾千英里外團隊總部的“任務控制”室的工程師團隊。 即時提供分析和反饋，因此車隊和車手可以在賽道上進行設置和技術調整。

通常，數據反饋建議重新設計一些零件。 過去，這需要在工廠進行制造，然后第二天將新零件運往賽場。這種模式已經持續(xù)了很長時間。

但自2012年以來，他們就一直在總部重新設計零件，并將CAD文件發(fā)送回賽場，以便在現場進行3D打印并立即安裝在汽車上。 （在規(guī)則允許的范圍內，parf ferme都是如此）。

Merc和McLaren是最早這樣做的團隊，這很少有人知道。 當然，現在很多車隊都這樣做了。