通過3D打印解決電動(dòng)汽車制造挑戰(zhàn)

來源：3DSYSTEMS

盡管全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)衰退，2023-2024年全球汽車銷量預(yù)計(jì)仍將增長約9%。其中電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的銷量更為喜人，預(yù)計(jì)將同比增長29%，全球銷量將超過1200萬輛。實(shí)際上，52%的目標(biāo)購車者表示他們更愿意購買電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車。20%的潛在買家甚至表示他們更喜歡全電動(dòng)汽車（與2020年相比增長了7%）。

盡管銷量預(yù)計(jì)將增長，電動(dòng)汽車制造商仍面臨一些嚴(yán)重的不利因素。在中國，電動(dòng)汽車占乘用車新增銷量的21％。但是在歐洲，該數(shù)據(jù)僅為12％，在美國，該數(shù)據(jù)僅為6％左右。大規(guī)模目標(biāo)（例如美國的目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車占比達(dá)到50％）形成了鮮明的對比—這表明電動(dòng)汽車公司預(yù)計(jì)將以多快的速度增加銷量。

阻礙電動(dòng)汽車發(fā)展的因素有哪些？
阻礙電動(dòng)汽車廣泛采用的其中一個(gè)因素是購買價(jià)格。雖然電動(dòng)汽車的使用成本可能比內(nèi)燃機(jī)汽車低50%，但前者的購買價(jià)格也更高。盡管長期而言電動(dòng)汽車可以節(jié)省使用成本，但許多消費(fèi)者即使更青睞電動(dòng)汽車，也不愿意在前期花更多的錢。此外，電動(dòng)汽車使用公共充電和快速充電系統(tǒng)所需的時(shí)間和位移也抵消了部分預(yù)計(jì)的使用成本節(jié)省。

第二個(gè)阻礙因素是人們對續(xù)航里程的擔(dān)憂。大多數(shù)新電動(dòng)汽車充電后可以行駛400–500公里，這足以滿足大多數(shù)日常駕駛需求（例如，在美國人們平均每天行駛62公里，在英國則是30公里）。但是許多消費(fèi)者不相信該數(shù)據(jù)的真實(shí)性，在全球接受調(diào)查的駕駛員中，有超過30％的人擔(dān)憂電動(dòng)汽車不符合他們的日常駕駛習(xí)慣。

從原始設(shè)備制造商或各級供應(yīng)商的角度來看，要想成功占領(lǐng)市場，還需要解決兩個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)：上市速度和供應(yīng)鏈彈性。原始設(shè)備制造商和供應(yīng)商都必須找到創(chuàng)新的方法來管理交貨時(shí)間、推動(dòng)質(zhì)量保證并確保產(chǎn)品的可追溯性。

如何加快電動(dòng)汽車發(fā)展？
通過3D打印解決電動(dòng)汽車制造挑戰(zhàn)，汽車更加輕量化、產(chǎn)品發(fā)布速度更快、供應(yīng)鏈更具彈性。

圖片增材制造固有的設(shè)計(jì)自由度簡化了復(fù)雜設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流程。增材制造可幫助制造商將各種復(fù)雜的模型和形狀應(yīng)用于電動(dòng)汽車的車身內(nèi)部組件、儀表板元件、 電池外殼、電子板外殼、熱交換器、連接器、金屬結(jié)構(gòu)組件、充電站部件、 支架和驅(qū)動(dòng)器外殼。

加快了小批量生產(chǎn)的上市速度
多年來，3D打印一直被視為一種原型解決方案，但現(xiàn)在它非常適合應(yīng)用于生產(chǎn)線。通過專門為增材制造流程創(chuàng)建設(shè)計(jì)，工程團(tuán)隊(duì)可以在設(shè)計(jì)完成后直接從原型制造轉(zhuǎn)到生產(chǎn)。

與傳統(tǒng)技術(shù)（例如注射成型和鑄造）相比，3D打印也正在成為首選解決方案。借助增材制造，當(dāng)今電動(dòng)汽車生產(chǎn)線的短期生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)高效，生產(chǎn)速度大大提高。增材制造根本不需要像傳統(tǒng)制造那樣創(chuàng)建工具或修改模具，因此節(jié)省了生產(chǎn)更換所需的時(shí)間和成本。

實(shí)現(xiàn)輕量化，最大限度地延長電池壽命，提高車輛性能
3D打印使電動(dòng)汽車制造商能夠在不犧牲部件質(zhì)量或安全性的前提下減輕車輛重量并改進(jìn)重量分布。再加上3D Systems先進(jìn)的生成式設(shè)計(jì)和拓?fù)鋬?yōu)化軟件，工程師可以設(shè)計(jì)具有有機(jī)幾何形狀的支架、連接器和其他部件。

這些創(chuàng)新的設(shè)計(jì)幾乎都通過空心或蜂窩狀特征以及更少的連接部件來節(jié)省材料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)相同或更好的結(jié)構(gòu)完整性。

部件裝配整合
在某些情況下，如果采用傳統(tǒng)方式，一些單個(gè)部件需要生產(chǎn)10個(gè)單獨(dú)部件并組裝才能獲得，而3D打印可以直接制造此類部件。

制造商可以制造物理上更堅(jiān)固的單個(gè)3D打印部件，而無需將多個(gè)部件裝配或焊接在一起，從而造成設(shè)計(jì)中存在結(jié)構(gòu)缺陷。這種整合不僅限于部件設(shè)計(jì)和組裝，還會(huì)對庫存管理產(chǎn)生巨大影響。DfMA與DfAM的完美結(jié)合。

簡化部件庫存
增材制造能幫助制造商將其實(shí)體供應(yīng)鏈與數(shù)字文件連接起來，并且從概念研發(fā)到報(bào)廢，更加高效地管理產(chǎn)品。只需發(fā)送文件即可打印任意數(shù)量的產(chǎn)品。

這能打造更高效、更具可持續(xù)性的供應(yīng)鏈，并降低倉儲(chǔ)和庫存成本。這種按需的部件打印能力還能提高生產(chǎn)高峰期的生產(chǎn)速度和靈活性。

• 加速創(chuàng)新-提高組件的功能和效率
• 更準(zhǔn)確，更快的空氣動(dòng)力學(xué)測試
• 整合零件，簡化裝配和庫存
• 輕量化，提高電池壽命和車輛性能
• 通過直接橋架生產(chǎn)，加快產(chǎn)品上市速度
• 簡化工裝、制造輔助工具和夾具的生產(chǎn)
  

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