美國汽車制造商福特公司早在上世紀80年代，便開始進行了一項名為Additive Manufacturing(附加制造)的3D打印技術實驗。如今，3D打印技術已經幫助福特汽車顯著縮短了產品開發時間，特別在汽車缸蓋，剎車片，后輪車軸等零件方面。

福特作為3D打印技術的早期使用和投資者，目前在大約30多家工廠內都安裝有3D打印設備，包括Stratasys Infinite Build 3D打印機，以及Carbon等設備商與材料商的設備。

未來已來的智慧工廠

如今，福特在底特律的Redford開設了先進制造中心。在這個中心，福特通過3D打印為Shelby Mustang GT500跑車開發零件，以節省成本。

圖：福特Redford先進制造中心，來源Detroit Free Press

福特Redford先進制造中心集成了3D打印，協作機器人（cobots），數字制造和增強現實，可以說是將汽車行業推向了一個新時代。Redford先進制造中心擁有來自10家不同增材制造公司的23臺打印機，包括Stratasys，HP和EOS的設備。

圖：福特Redford先進制造中心的3D打印零件，來源Detroit Free Press

福特目前通過3D打印技術不僅僅用于產品的開發階段，福特Shelby Mustang GT500的新產品將采用3D打印部件。最新型號將有兩個3D打印支架，用于固定制動管路，制動管路在制動踏板踩下時為車輪制動器提供液壓。

根據去年福特宣布的一項45億美元的五年高級制造計劃，福特Redford先進制造中心作為該計劃的一部分，正在履行福特的戰略，憑借增強現實、數字制造、cobots和3D打印，該中心是先進制造的典范，是未來的工廠的寫照。

圖：福特Redford先進制造中心，來源Detroit Free Press

增強現實技術有助于培訓工廠的工人組裝復雜的零件。利用VR技術，福特還在探索創建21世紀裝配線系統的方法。100多年前，福特創造了移動裝配線，永遠改變了車輛大規模生產的方式。如今，福特正在重塑明天的裝配線，以提高制造效率和質量。

圖：福特Redford先進制造中心的3D打印零件，來源Detroit Free Press

3D科學谷Review

汽車產業是一個龐大的生態群，汽車產業的發展對于推動制造技術的發展有著至關重要的作用。環顧傳統制造業的發展歷史，我們看到汽車業在歐洲最發達的時期也是傳統金屬切削機床技術創新最旺盛的時期，各種加工技術層出不窮，汽車巨頭與機床廠商一起想象和探索未來技術，突破技術瓶頸。

汽車產業與3D打印技術之間也存在著同樣的互動關系。一方面，3D打印零件的尺寸越來越大，可打印汽車零部件的金屬材料、復合材料逐漸豐富等發展趨勢推動著汽車制造商的3D打印應用；另一方面，汽車制造商與3D打印廠商共同開發和驗證3D打印設備，促進了3D打印技術的發展。福特汽車就是其中一家與3D打印行業的合作緊密的汽車制造商，福特不僅建立了3D打印原型制造中心，更是與3D打印企業合作研發適合汽車制造業的3D打印材料和設備。

根據3D科學谷的市場觀察，福特在引入3D打印技術的時候，有著一種美國人的“can do”的開放態度，這其中，福特是第一家測試Stratasys的Infinite-Build 3D打印系統的汽車制造商，在福特的研究與創新中心中，Infinite-Build 3D打印設備被應用于制造原型、小批量部件和個性化的產品，以及生產大型的工裝、夾具和大型汽車零部件。在進行打印測試的過程中，福特會為Stratasys提供反饋建議。

根據3D科學谷的了解，Infintely build 3D打印系統有望被引入福特“ Ford Performance”生產線，用于生產定制化的汽車零件，例如汽車擾流器等大型整體式零件，3D打印的擾流器與傳統擾流器相比將大幅降低重量。隨著Infinite-Build 3D打印系統的成熟，福特將利用它開發更多的汽車零部件，進一步挖掘該設備在制造汽車輕量化和個性化零件領域的潛力。

此外，福特還在Carbon公司推出高速3D打印技術CLIP的早期就引入了Carbon公司的3D打印機，并用該打印機制造Focus電動汽車中的彈性墊圈, 這個墊圈主要用于車身內部，以保護布線免受損壞甚至被車廂里的金屬板切斷。

此外，福特還6500萬美元領投了Desktop Metal公司，福特已經在其位于密歇根州迪爾伯恩的研究機構安裝了Desktop Metal的Studio系統，現在正在測試汽車零部件的制造。

在福特、寶馬等汽車企業的引領下，3D打印正在呈現出巨大的潛力。而汽車行業面臨的挑戰是如何使零件的生產足夠精確、穩定且足夠快速，我們看到，這將催生出更多的3D打印技術。

金屬領域，不僅僅是Desktop Metal，惠普已經宣布了規模生產用途的金屬3D打印機，Stratasys將要推出其其創新型“層狀粉末冶金”（Layered Powder Metallurgy，即LPM）技術。

而塑料領域，EOS 推出了LaserProFusion技術（具體商業化時間在2020/21年），Evolve Additive宣布推出他們的第一套STEP系統，該技術的速度比目前最快的3D打印技術快50倍，voxeljet-維捷推出了升級版的VX200，從每層約35-40秒提高到不到20秒每層的加工速度。

鑄造領域，voxeljet-維捷推出了用來鑄造關鍵發動機部件的3D打印的砂芯流水線，并計劃在2020年GIFA展會期間推出的大型生產機器。

而材料方面像Evonic, 陶氏化學公司，巴斯夫，帝斯曼和沙特基礎工業這些大企業一直在幕后研發他們用于3D打印領域的新材料技術。

這些面向汽車生產領域的3D打印技術以高效、高精度、低成本為主線正在展開新一輪的自我提升之路，汽車行業在受益于3D打印技術發展的同時，必將提出新的要求從而進一步推動3D打印技術的發展。

來源：3D科學谷