3D打印正在悄悄改变汽车制造业，福特和Rivian已经把这项技术玩出了新花样

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嗨嗨嗨，屏幕前各位长期关注汽车制造工艺升级、对供应链降本增效话题特别敏感的行内人士，还有那些在工厂车间里摸爬滚打过、深知一套传统模具从开模到交付有多折腾的生产管理者，以及那些对Rivian、福特这些车企的一举一动都盯得很紧、连它们采购了什么新设备都想搞清楚的新能源车投资者和发烧友们，今天有一条从美国汽车城底特律传回来的消息，可能会让你对“3D打印”这四个字的认知彻底刷新一遍。根据美国财经媒体CNBC在今天发布的一篇实地探访报道，包括福特汽车和Rivian Automotive在内的多家汽车制造商，正在把3D打印这项在过去几十年里更多被用于快速原型制作和小批量试制的技术，推到一个全新的高度——直接应用到大规模生产线的日常运转当中去。这些车企的高管和技术负责人接受采访时说得非常直白：3D打印正在帮他们实实在在地压低开支、加快节奏，而且这项技术在汽车行业内部的普及速度比很多人想象的要快得多。从车门把手之类的车辆零部件和各类装饰配件，到装配车间里工人师傅每天都要用到的工装夹具，再到研发实验室里用来做各种测试的样品件，3D打印机的应用范围已经覆盖了汽车制造的几乎所有环节。



Rivian的高级制造工程经理Jonathan Dankenbring在陪同CNBC记者参观该公司位于底特律郊区的3D打印中心时说了一段很有分量的话。当时记者在这个面积不小的打印中心里看到了各种各样的设备和正在运行的打印任务，Dankenbring在现场直言，Rivian现在已经到了一个不得不加速扩张的阶段，公司别无选择，只能把3D打印的规模继续做大，并且把这个技术推广到公司的每一个部门和每一个业务板块里去。Dankenbring的原话是这么说的：“我们要把3D打印技术普及到整个公司，让每一位工程师都能随时随地用得上。”他还向CNBC透露了几个具体的数字：Rivian目前在3D打印设备上的累计投入已经超过了500万美元，而且每年花在打印耗材上的费用也在持续攀升，目前已经达到了大约170万美元的水平。虽然这笔前期投入听起来不算小数目，但Dankenbring解释说，这些3D打印设备通常在使用一年之内就能把成本全部赚回来。这套技术能够帮助公司大幅削减供应商那边的模具开发费用、优化物流运输环节的各项支出，还能把零部件的生产周期从以前的几周压缩到几天甚至几个小时。Dankenbring特别强调说，虽然省下来的钱确实有好几百万美元的规模，但对Rivian来说，最大的收获根本不是省钱，而是速度——从设计图纸到实物到手的时间被极大地缩短了。

Rivian最近在3D打印方面的扩张动作还包括引进了一批能够打印柔性硅胶部件的新型设备，这些硅胶件在某些特定场景下有着不可替代的作用。与此同时，Rivian还在它位于伊利诺伊州Normal市的整车工厂里专门开辟了一片区域，安装了一组3D打印机，让产线上的员工可以根据实际需要随时打印自己想要的零部件。Dankenbring对此的解释是，3D打印件应该让每一位工程师都能唾手可得，这样大家就可以尽快把自己设计出来的零件打印出来拿到手里进行装配验证和功能测试，不用再像以前那样等供应商排期。在实际应用层面，Rivian已经用3D打印技术制作了用于流体测试的电机模型、用于工装定位的螺丝导向装置、冲压模具的镶块，甚至还生产了一些直接装车使用的量产零件，比如在早期批次的部分车型上用来填充内饰板之间缝隙的装饰件。



在Rivian这边大刀阔斧推进3D打印技术的同时，像福特这样体量更大、历史更悠久的传统车企也没有闲着。福特和它的老对手通用汽车其实已经在3D打印领域摸索了很多年，包括在它们那些巨型总装工厂里也早有应用。不过福特的做法跟Rivian有所不同。Rivian倾向于把3D打印机集中在一个中心化的打印车间里统一管理，而福特则是在旗下很多工厂里都分别设立了专门的增材制造部门，由这些部门就近生产和分发各自工厂所需要的零部件。福特在密歇根州迪尔伯恩总部附近有一个专门负责生产F-150皮卡的工厂，这个工厂里最近出现了一样很有意思的东西——一台专门用来发放3D打印零件的自动售货机。福特的一位机械工程师Gregory Foresi介绍说，他从2024年开始一直到上个月都在负责运营这个工厂的3D打印实验室。Foresi说自从装上了这台自动售货机之后，所有的小组负责人就都能方便快捷地取用到他们需要的打印件了。以前各种零件散落在实验室的各个角落，管理起来既费时又费力，现在只需要定期给自动售货机补货就行了，效率提升非常明显。Foresi当时用了大约二十四台3D打印机，累计打印出了数千件工具，其中有不少工具的设计灵感直接来自于一线的装配工人，比如扭矩套筒插座、发动机盖支撑工具，还有专门用来抹平粘合剂的专用手工具。工人们可以通过一个手机应用程序来申请打印自己需要的特定零件或工具，福特的3D打印团队会根据收到的申请来决定下一步要开发或者生产什么。不同零件的打印时间差异非常大，快的几个小时就能搞定，慢的可能要好几天甚至几周。Foresi说，用3D打印来制作这些工具，让福特能够根据实际需求随时设计出独一无二的非标工具，而且拿到手的速度比以前从外部采购快得多，在很多情况下成本也更低。

福特还用3D打印零件来解决生产线上的燃眉之急。Foresi举了一个很典型的例子：有一次一条装配线上急需一个大尺寸的加工轮来维持正常运转，但供应商那边的正式替换件迟迟没有到货，生产线眼看就要停摆了。福特的技术团队紧急用3D打印技术临时做了一个替代件顶了上去。Foresi坦率地承认，这个3D打印的轮子在性能和使用寿命上确实不如原装的那么好，严格来说也不能算是正式的替代方案，但它的确起到了最关键的作用——让生产线没有停下来。福特官方表示，预计到今年年底，部署了3D打印实验室的工厂数量将超过23家。福特目前的3D打印项目总共拥有超过200台设备，而且在这个官方统计的项目之外，还有一些零散的打印机在独立运行。

通用汽车那边同样有自己的布局和动作。通用在一些产量较低的车型上使用了3D打印零件，同时也把这项技术广泛运用在了研发环节和工厂内部。通用最近还扩大了工业级Stratasys打印机的使用规模，这类设备根据不同的使用场景、人员培训需求和认证要求，单台价格可以达到几十万美元。通用为其高度定制化的旗舰车型凯迪拉克Celestiq一共使用了135个3D打印组件，此外还为高性能的凯迪拉克Blackwing轿车生产了一些特殊部件，其中包括手动换挡杆上一枚非常精致的专属徽章。Stratasys公司负责汽车和移动出行业务的全球高级总监Fadi Abro在接受采访时评价说，通用汽车是行业内一个很好的示范案例，展示了企业如何先把3D打印技术标准化，然后再逐步扩大应用规模。Abro指出，随着打印材料的物理性能在过去几年里取得了非常显著的进步，3D打印的适用场景也随之大大拓宽了。从产品开发的角度来看，Abro认为3D打印技术还需要在经济性上变得更快、更容易获取，才能真正实现大规模的工业普及。