通過3D打印解決電動汽車制造挑戰(zhàn)

來源：3DSYSTEMS

盡管全球經濟出現衰退，2023-2024年全球汽車銷量預計仍將增長約9%。其中電動汽車和混合動力汽車的銷量更為喜人，預計將同比增長29%，全球銷量將超過1200萬輛。實際上，52%的目標購車者表示他們更愿意購買電動汽車和混合動力汽車。20%的潛在買家甚至表示他們更喜歡全電動汽車（與2020年相比增長了7%）。

盡管銷量預計將增長，電動汽車制造商仍面臨一些嚴重的不利因素。在中國，電動汽車占乘用車新增銷量的21％。但是在歐洲，該數據僅為12％，在美國，該數據僅為6％左右。大規(guī)模目標（例如美國的目標是到2030年實現電動汽車占比達到50％）形成了鮮明的對比—這表明電動汽車公司預計將以多快的速度增加銷量。

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

第二個阻礙因素是人們對續(xù)航里程的擔憂。大多數新電動汽車充電后可以行駛400–500公里，這足以滿足大多數日常駕駛需求（例如，在美國人們平均每天行駛62公里，在英國則是30公里）。但是許多消費者不相信該數據的真實性，在全球接受調查的駕駛員中，有超過30％的人擔憂電動汽車不符合他們的日常駕駛習慣。

從原始設備制造商或各級供應商的角度來看，要想成功占領市場，還需要解決兩個關鍵挑戰(zhàn)：上市速度和供應鏈彈性。原始設備制造商和供應商都必須找到創(chuàng)新的方法來管理交貨時間、推動質量保證并確保產品的可追溯性。

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

圖片增材制造固有的設計自由度簡化了復雜設計的生產流程。增材制造可幫助制造商將各種復雜的模型和形狀應用于電動汽車的車身內部組件、儀表板元件、 電池外殼、電子板外殼、熱交換器、連接器、金屬結構組件、充電站部件、 支架和驅動器外殼。

加快了小批量生產的上市速度
多年來，3D打印一直被視為一種原型解決方案，但現在它非常適合應用于生產線。通過專門為增材制造流程創(chuàng)建設計，工程團隊可以在設計完成后直接從原型制造轉到生產。

與傳統(tǒng)技術（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，當今電動汽車生產線的短期生產更加經濟高效，生產速度大大提高。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)省了生產更換所需的時間和成本。

實現輕量化，最大限度地延長電池壽命，提高車輛性能
3D打印使電動汽車制造商能夠在不犧牲部件質量或安全性的前提下減輕車輛重量并改進重量分布。再加上3D Systems先進的生成式設計和拓撲優(yōu)化軟件，工程師可以設計具有有機幾何形狀的支架、連接器和其他部件。

這些創(chuàng)新的設計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，同時實現相同或更好的結構完整性。

部件裝配整合
在某些情況下，如果采用傳統(tǒng)方式，一些單個部件需要生產10個單獨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固的單個3D打印部件，而無需將多個部件裝配或焊接在一起，從而造成設計中存在結構缺陷。這種整合不僅限于部件設計和組裝，還會對庫存管理產生巨大影響。DfMA與DfAM的完美結合。

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

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

• 加速創(chuàng)新-提高組件的功能和效率
• 更準確，更快的空氣動力學測試
• 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，加快產品上市速度
• 簡化工裝、制造輔助工具和夾具的生產
  

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