'為何中國汽車應用3D打印的增長如此緩慢？'

3D打印技術在汽車零部件領域更廣泛地應用已成大勢所趨。有人說，它將是汽車行業的一次重大突破，極有可能顛覆傳統的“四大工藝”。如今，理想似乎正一寸寸地照進現實。隨著“工業4.0概念”的不斷拋出，3D打印作為該革命技術支持的核心之一，近年再次被推到市場的風口浪尖，已經運用於多個行業。而製造業的驕子－汽車及零部件製造則是3D打印技術重點推廣領域。雖然中國的汽車市場逐漸成熟，但具很大潛力。在未來定製化和汽車輕量化的是長期趨勢，及時研發運用3D打印是保持競爭力的重要手段，然而在這項技術在中國的應用增長率與其他正崛起或已成熟的汽車大國相比卻不容樂觀。

在瞭解3D打印應用情況前，讓我們先來看看近來中國汽車產業的基本情況。

首先是2018年底中國與其他部分汽車強國的保有量。

截至2018年底，全中國汽車保有量達2.4億輛，美國2.6億，日本0.74億，德國0.53億。

其次，再來看看汽車產銷情況。

據中國汽車工業協會數據顯示，2018年，我國汽車工業總體運行平穩，汽車產銷分別完成2780.92萬輛和2808.06萬輛，連續十年蟬聯全球第一。無論汽車銷量相比往年如何下跌都不會影響2020年中國將超越美國成為世界上汽車保有量最多的國家。雖然已經貴為全球最大的汽車產銷市場，但如果按人均汽車保有量來算，中國距離發達國家仍有較大差距。

在每百人汽車擁有量數據中可以看到，日本達到59，德國57，美國甚至達到了令人驚愕的79。但中國卻只達到15。

人均保有量上的差距，讓專家和有關部門相信，中國汽車市場遠未達到飽和，在未來依然有較大的增長潛力和空間。

因此，各車廠也逐漸開始重視研發，加大在研發方面的投入，中國也從汽車大國逐步走向汽車強國的行列。

3D打印與汽車研發

首先普及下3D打印概念：3D打印是快速成型技術的一種，又稱增材製造技術，是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

它的優勢在於：

1、製作週期短、節約成本

2、快速製造任何複雜結構

3、個性化定製，精簡工序

對汽車行業來說，不管是從設計-研發-小批量試製-大批量製造相對現有的工藝都有著良好的應用可行性。

國外的許多3D打印公司目前與汽車製造商合作緊密，主要是3D打印部件，但已開始轉向完全3D打印的車型。

-福特投資了4500萬美元打造增材製造研發中心學習汽車生產,也開始製造輔助插頭和其他部件。與Carbon合作，加強F-150汽車的設計和生產工藝。

-長城汽車與Protofab合作提升高端SUVs魏派系列的設計工藝，合作的最終目標是在生產過程中使用增材製造技術。

-2018年7月，特斯拉在上海開電動車製造工廠，涉及3D打印，已使用SLM（選擇性激光熔化）技術開發過一輛3D打印車。

-大眾和一汽發動機，現已開始致力於研發3D打印。

-大眾在沃爾夫斯堡有其先進的3D打印中心，其主要生產設施用於生產複雜的汽車零部件。

-寶馬在中國瀋陽投資，在快速原型和工程組件中使用非金屬及金屬打印技術，並計劃將增才製造融入當地的生產結構之中，允許小批量生產經運營提供定製化組件。除此以外寶馬在慕尼黑北部的上施萊斯海姆投資了1000萬歐元打造新增材製造園區。

-奧迪擁有自身的樣品和模型，經驗充足。但尚未建造增材製造車間。

-同樣，福特也還未有原型和增材製造車間。但與Shining 3D Tech 合作製造排氣管，在逐步發展增材製造產品和生產技術，目前正使用3D打印同時生產多項設計。

歐美整車廠對3D打印研發的大力投入，可見對其重視程度，也足以反應3D打印對增強研發實力有不可替代的顯著作用。

據專家表示，3D打印目前應用主要有五大方面：

1、用於設計；

2、結構複雜零件的直接製作；

3、汽車上的輕量化結構零件的製作；

4、定製專用的工件和檢測器具；

5、整車模型的製作。

那麼在他們的研發試製過程中，3D打印有哪些成果，其優勢又能帶來什麼樣的應用方案呢？

福特使用快速原型為EcoBoost發動機創造氣缸蓋。

同樣，福特使用增材製造解決制動噪聲問題。

寶馬利用增材製造打造定製的裝配工具，可大大提升工作環境。

3D打印使得部件生產過程中無需機床，因此大大縮短了開發時間和生產成本。可重複生產的增材工藝能產出更輕更好的零部件，直接安裝在車輛上。

目前可打部件包括：

工具，夾具，固定裝置，懸掛系統，懸架，驅動軸，電池組，汽車座椅，熱交換器

底盤零件，輪胎模具，賽車冷凝器，排氣管，發動機冷卻套，定製化汽車零部件，汽車空調，進氣系統，方向盤

可是，據ACR調查研究，國外領先的汽車強國如此重視的3D打印並沒有被我國的整車廠迅速接受，其主要原因如下：

一、中國的汽車研發與製造因為歷史政策原因分為合資與自主兩大類型。

在絕大部合資企工作中，從產品的設計，研發，試製，測試，製造都可以接觸到最先進的技術，3D打印也不例外。國內的絕大部分合資型的OEM在研發過程中都有3D打印的應用。但相對原廠的大眾，奧迪，福特，通用，本田等國內合資型的OEM在這方面更多的屬於執行者，真正獨立研究3D打印技術在汽車應用上的人員還不一定有本土自主研發的OEM多。

另一類OEM，就是具有自主研發能力的本土車企，他們不單單是中國的希望同樣的也是購買3D打印設備的主要群體。筆者瞭解到就算現在也已經有許多OEM多多少少購買了設備，但購買後的反饋或者說設備使用率都差強人意。而問題更多的就出自於“自主研發”這四個字。就拿福特舉例，早在十幾年前福特就已經開始研究3D打印技術，在這十幾年的研究過程中，不但進行了大量的開發試製，而且積累下來了很多核心增材製造的技術人才。他們不僅瞭解汽車，還了解3D打印技術。這種超前的研究在這項技術沒有市場化之前屬於技術儲備，但一旦市場成熟就變成了技術壁壘。這點在很多高科技行業尤為明顯。

而中國的OEM們不論技術儲備還是研發經費上都和世界領先的OEM有著一定的差距，更何況因為消費者需求和中國政策的原因，近年來所有的OEM都把研發精力放在了汽車智能化和電氣化中。

對於消費者而言一個自動駕駛的汽車吸引力遠大於3D打印汽車

對於OEM而言一輛新能源汽車能夠拿到的補貼也遠大於一輛3D打印汽車

更何況3D打印僅是多種製造技術之一，並非不可替代。

以上諸多原因造成了國內OEM對3D打印的應用和了解相對於醫療和航空行業沒發展沒有那麼迅速。比如對於國內OEM來說，哪些零部件可以打印？用什麼材料打印？3D打印工藝如何？打出來的樣件是用於外觀測試？還是功能性測試？相對原有工藝又有哪些優勢？技術知識的短缺使得國內很多OEM難以回答這些問題。此消彼長，在這種情況下要想推動汽車行業的製造商們購買3D打印設備，就需要設備商有著非常專業的汽車行業背景知識，也就是說要設備房有更好的售後服務或者和OEM聯合研究開發，這樣才能提高設備的應用率。

二、3D打印行業本身發展因素

可以說相對與互聯網、新能源、人工智能行業，3D打印並沒有得到多少投資者的親睞，再加上3D打印公司產品相對單一，這也直接導致了絕大部分企業需要在短期內實現營收支撐公司運轉。這個和汽車行業目前的情況缺背道而馳，

簡單來說，設備商需要儘快的賣出更多的設備來實現盈利。而OEM卻需要設備方有足夠的應用支持和更好的設備性能才有可能大量採購設備投入到研發或者製造階段。雙方在目的性上有一定的差異，何況工業級3D打印不僅限於汽車行業，還有航空/醫療等其他業務方向可供選擇，這也導致了許多3D打印公司在短期內把主要精力放在了更容易立刻產出銷售的製造行業。

三、目前中國汽車製造業的發展階段

3D打印技術是一項顛覆傳統制造工藝的技術，為何在中國沒有引起軒然大波，投入大量資源爭相研發和應用，除了上述的因素以外，和目前中國的汽車製造業發展階段也離不開關係。

眾所周知，歐美的汽車廠商製造業發展成熟，宏利高，經費充足，不僅開發最新技術作為未來的技術儲備，還在具有市場潛力的發展中國家進行投資，設立工廠和研發基地。

相比中國，同樣作為投資理想聖地的巴西和印度，對3D打印技術的重視程度很高。

各車廠在巴西的投資：

戴姆勒卡車在巴西建立實施4.0工廠，引入3D打印，相繼投資共7.25億歐元，

大眾汽車，2016年前，44億美元

日產，14億美元，提升巴西工廠產能

通用，雪佛蘭Trax SUV引入巴西

寶馬，2014年投產，2.61億美元

本田，2015年，豪車謳歌投放

三菱，在印度巴西組建公司

沃爾沃，2015年投產，2.5億美元

豐田，4.95億美元，建立發動機工廠

通用汽車，興建變速箱廠，近4億美元，將對巴西的兩座工廠進行約合27億美元的投資以重組其在南美市場的佈局。

雷諾，1.95億美元，提高產能至50萬輛

菲亞特，新增600個崗位，提高巴西工廠產量

印度：

起亞建設工廠，總投資11億美元

現代汽車，未來四年計劃投資7.8億美元

鈴木建設第三家工廠，投資5.85億美元，總投資將達到20億美元

PSA初期投資1億美元

馬恆達投資2400萬美元

上汽預計在未來五年投資3.11億美元

這是因為他們的汽車製造業剛起步，處於投資導入的產業階段，好比20年前的中國市場，有著大量的投資空間，也就有更強的後發之勢。許多OEM如戴姆勒，福特，寶馬等都在印度和巴西建立了3D打印工廠。其自身製造能力不足，當地原有製造模式沒有形成等原因反而造成了當外資企業進入市場投產時願意將3D打印技術一併考慮在內的原因，同時也讓當地的院校對新興的技術有著強烈的意願與條件去學習研發並運用。

反觀中國，汽車製造業成型不久，但對新技術開發應用的市場而言處於一個相對尷尬的位置。歐美主流OEM製造商早在中國開設合資廠商，設立工廠及研發基地。但原有的製造設備和生產車間，投產沒幾年，相關的製造技術和人才儲備剛剛建立起來，處在一個仍需回收成本的階段。加上對本土市場和政策保護的依賴，中國的車企沒有過多的精力和資源去推翻原先的發展重心而轉向3D打印技術。

這便是中國汽車行業研發運用增材製造技術時遭遇的瓶頸，但這些並不會改變中國汽車行業依然是一個巨大市場的事實，近年來汽車的製造工藝、模具加工、造型設計、材料輕量化、試製、工程研發等各部門中都有一定程度上的需求，並且國內一些OEM正在嘗試將這些需求整合起來設立單獨的部門或者建立3D打印服務中心，如觀致、一汽、上汽。

但3D打印的應用，並非購買了設備就能按需生產，而是需要大量的經驗以及設計許多相關部門的合作與整合。比如國內某OEM在購買了一定數量的金屬和非金屬打印機，卻因為供應雙方缺乏有經驗的技術人員，以及OEM中各個部門沒有明確的責任人負責3D打印設備的管理和研究，等諸多原因導致了實際設備的應用並沒有設備商描述的那麼好，這並不代表3D打印設備商為了賣出設備而故意誇大設備效果，而是因為應用方並不具備足夠的經驗，最後有些OEM選擇索性放棄自己使用設備的想法，改為尋求讓3D打印服務商一條龍服務。但3D打印服務商面對各行各業的打印服務需求依然會有甚至更為嚴重的應用深度不夠的弊端。這也在一定程度上讓3D打印更加深入汽車行業的應用收到了一定限制。