關(guān)注要點(diǎn)：大型一體化鑄件正在被汽車制造商廣泛關(guān)注；砂型3D打印被認(rèn)為可能比金屬粘結(jié)劑噴射成形更具突破性。

今年，多家汽車巨頭開始討論使用基于大型3D打印砂型和型芯的鑄件作為其生產(chǎn)的必需品策略。3D打印技術(shù)參考注意到，通用汽車(GM)戰(zhàn)略性收購了一家名為Tooling&Equipment International(TEI)的公司，后者是為特斯拉開發(fā)一體壓鑄車身技術(shù)的關(guān)鍵參與者。

3D打印推動(dòng)一體壓鑄技術(shù)發(fā)展

一體壓鑄是特斯拉開發(fā)的一種制造工藝，用于生產(chǎn)汽車零部件的大型單件鑄件。該方法涉及將車輛結(jié)構(gòu)的整個(gè)部分（如車身底部或車架）鑄造成一個(gè)整體。該工藝依賴于大型鑄造機(jī)，可能是世界上最大的鑄造裝備之一。一體壓鑄旨在簡(jiǎn)化車輛組裝、降低生產(chǎn)成本并提高車輛的結(jié)構(gòu)完整性和質(zhì)量。通過減少車架中的零件和接頭數(shù)量，有助于簡(jiǎn)化制造流程并提高車輛的整體性能和安全性。

特斯拉的超級(jí)鑄造技術(shù)的關(guān)鍵是使用TEI提供的砂型3D打印技術(shù)。3D打印技術(shù)參考此前報(bào)道，特斯拉正在進(jìn)一步推進(jìn)使用3D打印砂模一次性鑄造大型復(fù)雜汽車零部件，旨在通過提高速度和降低成本來徹底改變汽車制造。

?特斯拉 Model Y 超級(jí)鑄造（來源：S. Munro）

這種方法可以大大降低生產(chǎn)電動(dòng)汽車的成本和時(shí)間，尤其是汽車底部等大型部件。傳統(tǒng)金屬模具的改造成本高昂且耗時(shí)，但3D打印砂模提供了更靈活且更具成本效益的解決方案，可實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)修改和創(chuàng)新。這一發(fā)展符合特斯拉更廣泛的“拆箱”制造戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略旨在簡(jiǎn)化生產(chǎn)并降低成本，進(jìn)一步鞏固特斯拉作為汽車行業(yè)顛覆者的地位。

或促使特斯拉轉(zhuǎn)向其他品牌

特斯拉在使用3D打印進(jìn)行巨型鑄造方面的表現(xiàn)，實(shí)際上是在通用汽車早些時(shí)候發(fā)布消息稱，它正在利用voxeljet大規(guī)模3D打印技術(shù)生產(chǎn)其凱迪拉克CELESTIQ之后。CELESTIQ售價(jià)30萬美元，擁有100多個(gè)3D打印部件，將成為一款限量系列豪華電動(dòng)汽車。使用voxeljet的VX4000進(jìn)行砂鑄，使通用汽車能夠用更少的大型精密砂鑄鋁部件取代多個(gè)沖壓部件，從而提高效率并減輕重量。

VX40003D打印砂芯，圖片來自TEI

通用汽車收購TEI對(duì)于與特斯拉競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略至關(guān)重要，特別是在特斯拉正準(zhǔn)備推出售價(jià)25000美元的電動(dòng)汽車的情況下。TEI在砂型鑄造技術(shù)方面的專業(yè)知識(shí)在特斯拉的超級(jí)鑄造創(chuàng)新中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

隨著TEI現(xiàn)在納入通用汽車旗下，特斯拉正在轉(zhuǎn)向英國、德國和日本的其他鑄造合作伙伴，以繼續(xù)其超級(jí)鑄造的發(fā)展。這一轉(zhuǎn)變還促使特斯拉考慮在內(nèi)部開發(fā)此類專業(yè)知識(shí)或?qū)ふ倚碌暮献骰锇橐詼p少對(duì)外部供應(yīng)商的依賴。與此同時(shí)，通用汽車對(duì)TEI的收購，特別是其砂型鑄造和快速原型制造能力，將加強(qiáng)其更高效、更經(jīng)濟(jì)地制造汽車的努力。

特斯拉3D打印砂鑄汽車零件

通過整合TEI的鑄造技術(shù)，通用汽車鞏固了其在競(jìng)爭(zhēng)激烈的電動(dòng)汽車市場(chǎng)中的地位，在該市場(chǎng)中，大型鑄造越來越被視為提高制造效率和降低成本的關(guān)鍵。此次收購價(jià)值不到1億美元，使通用汽車能夠更好的與特斯拉和其他迅速采用一體壓鑄和其他創(chuàng)新制造技術(shù)的汽車制造商競(jìng)爭(zhēng)。

砂型3D打印可能更具突破性

然而，通用汽車和特斯拉并不是唯一使用大幅面砂型3D打印來鑄造汽車零部件的公司。寶馬蘭茨胡特工廠與Loramendi和voxeljet合作，開發(fā)了自動(dòng)3D打印大型砂芯的能力，用于鑄造高效發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋。該流程涉及一條自動(dòng)化生產(chǎn)線，配備voxeljet的VX1300-X打印機(jī)和Loramendi的微波固化設(shè)備，每周可生產(chǎn)數(shù)千個(gè)3D打印零件，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率并降低消耗。

豐田也宣布，其車輛后部將采用一體壓鑄技術(shù)，用單個(gè)大型金屬件取代之前由33個(gè)不同部件組成的設(shè)計(jì)。首款電動(dòng)車型將于2026年以雷克薩斯品牌首次亮相，將配備下一代鋰離子電池，續(xù)航里程超過600英里。

豐田GIga新款鑄件（右）與舊款（左）對(duì)比

換句話說，一體壓鑄現(xiàn)在被視為電動(dòng)汽車制造未來的關(guān)鍵。無論事實(shí)是否如此，這都是增材制造領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵發(fā)展。一段時(shí)間以來，3D打印公司瞄準(zhǔn)了汽車領(lǐng)域的終端零件生產(chǎn)，消費(fèi)類汽車零部件的生產(chǎn)代表了增材制造技術(shù)向大規(guī)模制造技術(shù)的轉(zhuǎn)變。

BMW 3D打印的砂芯

由于最近粘結(jié)劑噴射3D打印領(lǐng)域的發(fā)展，汽車公司現(xiàn)在相信該技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備好迎接黃金時(shí)期。雖然金屬粘結(jié)劑噴射被認(rèn)為是一種可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的工藝，但現(xiàn)在看來，用于一體壓鑄的砂型3D打印可能更具突破性，該技術(shù)不是用于直接零件制造，而是可以重新定義汽車生產(chǎn)。

END

這種情況的發(fā)生對(duì)于許多增材制造公司的生計(jì)來說可能至關(guān)重要。由于其技術(shù)的應(yīng)用非常小眾，砂型3D打印先驅(qū)voxeljet長期以來在公共市場(chǎng)上舉步維艱。然而，既然它已被世界上最大的汽車公司所使用，它很可能會(huì)重新煥發(fā)活力，以發(fā)揮其潛力。該公司似乎意識(shí)到了這一點(diǎn)，因?yàn)樗罱歼M(jìn)行正式審查，以探索可能導(dǎo)致合并、投資或合資的戰(zhàn)略替代方案。

與此同時(shí)，Desktop Metal、惠普和通用電氣都可能從一體壓鑄的炒作中受益。雖然Desktop Metal的S-Max Pro尺寸僅為voxeljet最大砂型3D打印系統(tǒng)的八分之一，但對(duì)于汽車零部件來說已經(jīng)足夠大，寶馬已經(jīng)購買了它的多套設(shè)備。

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