“3D打印技術(shù)徹底改變了Daytona原型賽車的開發(fā)過程，”3.5升EcoBoost賽車發(fā)動(dòng)機(jī)工程師Victor Martinez表示。“近年來，3D打印技術(shù)發(fā)展的速度快如閃電，不光加速了我們對(duì)賽車發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)測(cè)試過程，甚至開始替代部分真正的賽車零部件?！?/p>

事實(shí)上，在2014年美國(guó)運(yùn)動(dòng)車錦標(biāo)賽中，福特便開始利用3D打印技術(shù)加速對(duì)賽車進(jìn)氣歧管的改進(jìn)和調(diào)試，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型被送到福特快速原型實(shí)驗(yàn)室，接受分析后便通過3D打印機(jī)進(jìn)行制作，一周后樣品即可用于測(cè)功機(jī)試驗(yàn)和賽道性能檢測(cè)。經(jīng)過改善的3D打印進(jìn)氣歧管更輕并擁有更好的進(jìn)氣性能，在測(cè)試中大大超越了福特賽車工程師的預(yù)期，最終，他們決定將其和碳纖進(jìn)氣歧管集氣室搭配，直接應(yīng)用在2015 Daytona 24小時(shí)耐力賽的賽車上。

從公路到賽道，3D打印技術(shù)加速福特產(chǎn)品開發(fā)

早在27年前，福特就已經(jīng)開始關(guān)注3D打印技術(shù)，并一直積極推動(dòng)3D打印技術(shù)的應(yīng)用，1988年，福特便購(gòu)買了當(dāng)時(shí)世界上第三臺(tái)3D打印機(jī)。今天，福特在車輛研發(fā)及制造過程中使用包括選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，熔融沉積造型技術(shù)以及激光立體印刷術(shù)等前沿的3D打印技術(shù)，并與供應(yīng)商緊密協(xié)作，將更多前沿技術(shù)導(dǎo)入市場(chǎng)。

對(duì)一家汽車公司而言，其在原型設(shè)計(jì)方面花費(fèi)的時(shí)間越短，就會(huì)有越多的時(shí)間來改善設(shè)計(jì)，作為3D打印技術(shù)的應(yīng)用先驅(qū)，從本質(zhì)上講，3D打印技術(shù)讓福特成為了一家更好的汽車制造商，因?yàn)樗蟠罂s短了公司在原型設(shè)計(jì)制造方面花費(fèi)的時(shí)間。

傳統(tǒng)的模具通常采用“減材制造”，而3D打印則避開了過去的切削過程，通過“增材制造”方法直接將金屬打印成模具。目前，福特汽車公司共擁有五個(gè)3D打印原型制作中心，其中三個(gè)位于美國(guó)，兩個(gè)位于歐洲。在福特位于密歇根州迪爾伯恩的工廠中，14臺(tái)不同的工業(yè)3D打印機(jī)每年能制造出2萬個(gè)零部件。

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，3D打印部件的質(zhì)量顯著改善，變得越來越精確，實(shí)用性也越來越強(qiáng)，福特不僅將其用于賽車開發(fā)中，在民用車型開發(fā)設(shè)計(jì)中，3D打印也正在發(fā)揮越來越大的作用。

在用于測(cè)試車輛中的單獨(dú)組件原型（如汽缸蓋、進(jìn)氣歧管和通風(fēng)口、剎車盤等）開發(fā)方面，福特利用3D打印技術(shù)快速制造原型部件，節(jié)省了數(shù)月的開發(fā)時(shí)間。在EcoBoost發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋生產(chǎn)中，福特由于使用了3D打印技術(shù)，將生產(chǎn)時(shí)間從4-5個(gè)月縮減到了3個(gè)月，大約縮短了25％~40％的生產(chǎn)時(shí)間。新福特Mustang的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋原型是福特利用3D打印制作的第50萬個(gè)零部件，也是3D打印技術(shù)在福特民用車型上應(yīng)用的又一例證。

當(dāng)然，今天的3D打印速度尚不足以用于大批量直接生產(chǎn)制造。但是對(duì)于制造測(cè)試部件、或是一些在開發(fā)過程中需要頻繁變化的、針對(duì)特定應(yīng)用的產(chǎn)品而言，3D打印技術(shù)無疑是最理想的選擇。

如果使用傳統(tǒng)的方法制造一個(gè)進(jìn)氣歧管（最復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)零件），首先需要設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)模型，然后需要等上大約4個(gè)月的時(shí)間才能完成原型制造，耗費(fèi)成本約50萬美元。現(xiàn)在有了3D打印技術(shù)，福特能夠在四天內(nèi)打印出相同的進(jìn)氣歧管原型，并且沒有任何工具限制，而且所需成本僅為3000美元。

在采用3D打印快速成型技術(shù)之前，汽車制造商需要將產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙派送到機(jī)加工車間，按照?qǐng)D紙加工產(chǎn)品原型，生產(chǎn)一個(gè)部件可能需要數(shù)周的時(shí)間。一旦生產(chǎn)完成的部件交付，通常還需要修改，這需要機(jī)加工車間不斷進(jìn)行原型加工。今天，工程師們可以使用CAD軟件繪制零件圖，然后將其下載到3D打印機(jī)中，接下來3D打印機(jī)用幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間就能將這個(gè)零件打印出來了。如果需要修改，工程師只需要在CAD圖紙上進(jìn)行修改，然后再簡(jiǎn)單地重復(fù)上述的打印過程，直到滿意為止。

目前福特汽車公司正在考慮其3D打印策略的下一步，包括利用3D打印技術(shù)制造金屬零件原型，而不僅僅是塑料原型。