底特律——包括福特汽车和Rivian Automotive在内的车企正在加大采用一种新的制造方式：3D打印。

制造商表示，这项技术有助于降低成本并提高速度。3D打印虽然已经存在数十年，但在汽车行业正变得越来越商品化，3D打印机被用于制造从车辆零部件和配件，到装配工厂工具以及研发实验室测试件等各种物品。

Rivian增材制造负责人Jared Beck在底特律郊区参观该车企庞大的3D打印业务时对CNBC表示：“到了现在，我们别无选择，只能扩大规模，并开始在Rivian的所有部门使用它。我们将让整个公司都‘民主化’地使用3D打印。”

3D打印的好处

3D打印也被称为增材制造，它可以根据数字设计，通过逐层喷射材料来制造三维物体，类似传统打印机在纸上喷墨。不同的是，这些机器使用的是塑料、复合材料、陶瓷甚至金属等多种材料，而不是墨水。

根据产品尺寸和所需材料不同，打印机的价格从数百美元的爱好级设备到数十万美元的专业设备不等。它们可以生产单个零件，也可以使用粉末和树脂批量生产数百个小零件。

Rivian表示，公司已在3D打印设备上投入超过500万美元，相关材料成本每年约为170万美元。

Beck说，尽管成本不低，这些机器通常会在一年内收回成本。他表示，这项技术有助于降低供应商工装成本、简化物流支出，并将零部件生产时间从数周缩短到数天，甚至数小时。

“节省金额已经达到数百万美元，但对Rivian来说，最重要的是速度，”Beck说。

这家纯电动车公司的最新扩张包括新增可制造柔性硅胶零件的机器，以及在其位于伊利诺伊州诺默尔的工厂安装一排设备，供员工按需打印零件。

“3D打印件应该让每位工程师都能随时拿到，这样他们就能尽快做出零件并拿到手中，”Beck说。

Rivian还将这项技术用于电机模型的流体测试、制造工装用螺丝导向件和冲压机嵌件，以及一些生产零件，包括用于填补早期车型缝隙的饰条。

通用汽车、福特

在福特及其同城竞争对手通用汽车等规模更大、历史更悠久的车企中，也有类似的推进。两家公司多年来一直使用3D打印，包括在大型装配工厂中。

与Rivian在工厂内设置一整排3D打印设备不同，福特在旗下许多工厂都设有增材制造部门，用于生产并分发所需零件。其中包括在密歇根州迪尔伯恩总部附近、用于F-150皮卡生产的一台新的3D打印零件自动售货机。

福特机械工程师Gregory Foresi表示：“把自动售货机放上去之后，所有组长都能使用。”他从2024年起到上个月一直负责福特该工厂的3D打印实验室。“我们可以把它补货，而不是让一堆零件堆在实验室里。所以这非常重要。”

Foresi使用了大约二十多台机器打印出数千件工具，其中一些由员工设计，例如扭矩批头套筒、引擎盖顶升工具以及用于平滑胶粘剂的手工具。

员工可以通过应用程序申请打印特定汽车零件或工具。福特的3D打印团队会帮助开发这些零件，或决定下一步生产什么，因为不同零件的加工时间可能从数小时到数天，甚至数周不等。

Foresi说，使用3D打印制造工具，使车企能够在需要时进行独特设计，更快拿到工具，而且在很多情况下成本更低。

福特还用3D打印零件帮助维持生产运行。例如，Foresi说，装配线生产需要一个大型加工轮，公司在供应商提供永久替代件之前，先用3D打印制造了这个零件。

“它们的表现没那么好，也不能算是我们采购的那些零件的真正替代品，但它们让工厂继续运转了，”Foresi说。

福特表示，预计到今年年底，3D实验室将部署到23家以上工厂。目前其3D打印项目拥有200多台机器，公司称，官方项目之外还有更多打印机在使用。

通用汽车除了在研发和工厂内部使用3D打印外，还将3D打印零件用于部分低产量产品。该公司最近还扩大了工业级Stratasys打印机的使用，这类设备根据具体用途、培训和认证情况，价格可达数十万美元。

这家底特律车企为其定制版凯迪拉克Celestiq使用了135个3D打印组件，此外还为其高性能凯迪拉克Blackwing轿车使用了其他3D打印部件，包括手动换挡旋钮上的一个独特徽章。

3D打印公司Stratasys汽车与出行业务全球高级总监Fadi Abro表示，通用汽车是企业如何“先标准化，再规模化”应用3D打印的一个很好的例子。

“材料性能已经显著改善，因此应用场景也随之改善，”他说，并指出该公司几乎与所有主要车企都有合作。“从产品角度看，我们必须让这项技术在经济层面变得更快、更易获得。”