1、3D科學谷白皮書系列白皮書贊助方：Sponsors:3D打印與新能源汽車白皮書1.0White Paper of 3D Printing and New Energy VehicleVersion ID：中文English2百萬+點擊量（年）10萬+訂閱用戶；4百萬+閱讀量機械工人出版社發行，京東、當當有售AME卓越論壇聚焦3D打印改變產品的方式行業應用白皮書提升行業對3D打印的認知水平3D Science Valley市場研究白皮書系列、Insights行業洞見、AME卓越論壇、3D打印與工業制造，四大板塊之間相互聯動，3D科學谷立足上海與德國柏林，全球視野，精準洞察，()，是國際上最有影響

2、力的3D打印界的智囊平臺。能量聚合融合交匯認知貫通升級多維全球AME 3D打印卓越論壇 l 行業透視AME Forum l Industry Insights以敏銳的視角、高度的聚焦、深度的剖析來推動3D打印與行業結合的發展。3D科學谷所打造的AME系列論壇特別之處還在于將論壇期間的討論精華以行業透視的方式呈現在3D科學谷的白皮書系列中，從而與增材制造行業的方案提供商、用戶等各方面手拉手共同推動3D打印與應用端的結合。The 3D Science Valley AME forum is special because we include the insights during the dis

3、cussion section to the 3D Science Valley whitepaper series. Hence hands in hands, we influence the application industries together with the additive manufacturing solution providers and the 國內汽車行業在采用3D打印技術方面與國際上的差別？- 一大差別是國內目前缺少從需求方的拉動，引入3D打印不僅需要長達幾年的技術積累，還需要攜手3D打印生態圈共同來完成這個積累過程。隨著國內包括吉利汽車在杭州灣的3D打印布

4、局以及其他汽車企業對3D打印的逐漸重視，這個情況隨著3D打印重要性的提升有望得到改善。觀點來源：Divergent 3D, 3D科學谷目前3D打印領域的軟件來自不同提供方，3D設備，那么怎么形成融合？每個設備的工藝不同，對軟件的需求也不一樣。- 拿西門子來舉例，一方面西門子在積極的與設備廠商合作，另一方面，有的設備廠商采取開放的方式，例如惠普，與西門子的軟件采取無縫集成的方式來共同為行業發展提供服務。- voxeljet-維捷認為軟件與設備的集成是量產的關鍵。思考來源：Divergent 3D, 觀點來源：西門子、voxeljet-維捷目前從接到的汽車廠的3D打印服務來說，大部分訂單是做原型，

5、什么時候量產的訂單成為主流訂單？- 3D打印可以取代一部分傳統制造技術，對于定制化和復雜零件的生產來說，3D打印具備優勢。目前，后處理占用了整個加工過程很大的時間與成本，以功能為導向的設計能力在我國還屬于明顯的短板，再加上3D打印技術本身的效率、質量穩定性、重復性、標準等這些制約因素都需要得到有效的解決以使得3D打印更多的用于生產領域的應用。-量與成本是個相互作用的過程，3D打印的應用越是得以普及，量越大，成本就越下降，越具有優勢。- 每種技術都有合適的應用場景，需要不斷進化的過程，才能過渡到更多的生產應用。思考來源：GKN, 觀點來源：voxeljet-維捷、西門子3D打印在新能源汽車領域的

6、切入點是什么？- 新能源汽車對工況要求更加挑戰，切入點是輕量化和熱管理這兩塊。熱管理這塊，拿電機的冷卻管路來說，通過3D打印可以做成隨形冷卻，螺旋狀的。- 3D打印的成本整體來說，目前多數情況下還是不足以比美傳統制造方式，只能從設計源頭來通過提升產品的性能，使得在產品生命周期中帶來額外的收益，這部分收益大于制造所帶來的額外成本，使得廠家愿意承擔這個額外的成本。觀點來源：voxeljet-維捷間接金屬3D打?。ㄕ辰Y劑噴射技術）從可實現的產品的復雜性、生產效率與成本來看對汽車行業的零件生產的影響是深遠的，然而如何來控制好零件收縮與變形呢？- 控制零件收縮與變形是一個很大的挑戰，是一個持續努力的過程

7、，目前還沒有完美的解決方案。每一家的解決方案也存在很大差異，就惠普來說，粘結劑是惠普開發的，另外惠普的噴頭在速度、穩定性、細節方面具備自身的優勢。- 而通過粘結劑噴射技術來生產更大的零件挑戰就更大了，不僅僅是控制零件收縮與變形，越大重力作用越大，需要解決的挑戰越復雜。思考來源：3D科學谷, 觀點來源：惠普很多汽車制造商為了不同車型保有備品備件，通常三分之二的備件是最終被浪費掉的，如何看待3D打印在汽車備品備件領域的應用市場？- 金屬領域來看，大眾、卡特彼勒都在通過3D打印來快速響應備品備件市場的需求，這是一個發展趨勢。- 塑料領域來看，需要找到合適的途徑。目前看材料的匹配性存在一定挑戰，尼龍、

8、玻纖增強材料、碳纖維增強材料 總之適用于3D打印的可以用于汽車備品備件領域的材料還是太少，還需要包括材料商等各方面的共同努力。思考來源：Divergent 3D, 觀點來源：惠普、SLM S汽車市場細分1全球新能源市場展望根據德國亞琛大學的分析，2020年全球將生產1.03億輛乘用車，其中內燃機車占8190萬輛，市場占有率為79.5%，新能源車（含混動，電動）為2110萬輛，占20.5%，其中純電動汽車為410萬輛。到2030年，預計全球將生產1.2億輛乘用車，其中內燃機車占960萬輛，市場占有率為8%，新能源車（含混動，電動）為1.104億輛，占92%，其中純電動汽車為5040萬輛。2我國新

9、能源汽車市場政策2016年12月“十三五”國家戰略新興產業發展規劃中，明確提出到2020年新能源汽車年產量達到200萬，累計產銷量達到500萬。2017年4月汽車產業中長期發展規劃中，提出目標到2025年國內汽車銷量達到3500萬輛，新能源汽車銷量占汽車總銷量比例達20%。2018年3月，工信部部長在接受央視采訪時，提出燃油車退出時間表，初步確定了2019年新能源汽車占比達8%，2020年新能源汽車占比達10%，之后將進一步確定2020年以后的新能源汽車占比，該規劃進一步提高了2019年和2020年新能源汽車銷量目標。參考來源：中國產業信息預計2020年國內新能源汽車銷量達230萬輛時間政策名

10、稱部門規劃&影響2016.12“十三五”國家戰略新興產業發展規劃國務院目標到2020年新能源汽車年產銷量200萬以上，累計產銷量500萬以上2017.4汽車產業中長期發展規劃工信部、發改委、科技部目標到2025年新能源汽車銷量占汽車總銷量比例達到20%2017.9乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法工信部、發改委、科技部、財政部2019年和2020年的NEV積分比例分別為10%和12%2018.3燃油車退出時間表工信部初步確定2019年和2020年新能源汽車占比分別為8%和10%3我國新能源汽車市場根據中國汽車工業協會數據顯示：2016年和2017年，國內新能源汽車銷量分別為5

11、0.7萬和77.7萬輛，同比增長分別為53.2%和53.3%。2018年，國內新能源汽車累計產量為127萬輛，同比增長60%，累計銷量為125.6萬輛，同比增長61.7%。國內新能源汽車市場作為全球最大的市場，表現出了強勁的發展動力。截止2017年底，全球新能源汽車滲透率為1.0%，我國新能源汽車滲透率為2.7%，仍有很大的提升空間。2018年中國新能源汽車銷量增長60%來源：中國產業信息中國新能源汽車滲透率4我國新能源汽車市場中國汽車工程學會名譽理事長付于武表示，從世界范圍來看，全球汽車產業正迎來電動化、智能化和共享化的重大變革。在重大戰略機遇下，中國新能源汽車產業取得了一系列令人振奮的成就

12、，但同時產業如何從“補貼時代”平穩過渡到“后補貼時代”面臨著市場培育、產業競爭力提升等重大挑戰。2018年1-11月中國新能源汽車產銷分燃料方式情況分析來源：中國產業信息新能源乘用車 2018 年 1-4 月銷售結構5鑄造參考來源：中鑄協、IKB中鑄協預測到2020年鑄件總產量達到5500萬噸，鑄件產值約7000億元的規模。占企業總數量30的鑄造企業（約4500家）的鑄件產量將會達到鑄件總產量的80以上。球墨鑄鐵（包含蠕墨鑄鐵）占鑄鐵產量的比例將由2014年的37提高到42左右，鋁、鎂等輕合金的鑄件產量將由13提高至20左右。3DP技術有助于鑄造業淘汰落后產能，提高研發水平，提升小批量交付高端

13、逐漸能力。中國在鑄鋁方面占據世界主要的市場份額，2020年鑄鋁有望達到500萬噸。6電機電控市場根據產業信息，電機電控市場有望持續高增長，“十三五”CAGR超30%，2020年超500億。目前新能源商用車的電機電控系統合計價格在68萬元/套左右（12米客車），乘用車合計23萬元/套。根據未來新能源汽車銷量及結構測算，參考以上的價格并假設每年35%的降幅，綜合估算2016年電機+電控市場規模將達到220億元左右，未來5年新能源汽車電機驅動器市場CAGR達30%以上，到2020年市場規模超500億元。預計未來整國內車廠自主研發預計將占到一半左右的份額，小型車廠及合資廠商仍將采購第三方供應商的產品。

14、具備技術實力和成熟應用的動力總成專業提供商包括匯川技術、方正電機、合康變頻、大洋電機等。國內新能源電機電控企業信質電機萬向電動汽車湖南南車時代電動汽車江西特種電機深圳匯川技術上海大郡動力控制技術北京中紡銳力機電寧波韻升浙江方正電機中山大洋電機參考來源：中國產業信息7熱管理系統根據中國產業信息，2018年中國新能源汽車熱管理系統市場規模達56.4億元技術原理：驅動部件電動化，空調回路需要制熱，空調回路和功率器件回路需要換熱，這三點是新能源熱管理與傳統熱管理結構上的主要區別。傳統汽車的空調壓縮機和水泵均由發動機的飛輪驅動的皮帶輪帶動，而新能源車上需要采用電動機驅動水泵和壓縮機。傳統汽車的空調只需要

15、制冷，而制熱是利用發動機的余熱，而新能源車空調制熱需要用熱泵技術或者PTC加熱技術。傳統汽車的發動機只需要冷卻而不需要加熱，且溫度控制精度不需要很高，新能源電池由于溫度需要控制在20-40，對熱管理的溫度控制要求較高，目前一般采用空調回路制冷劑與電池冷卻回路冷卻液進行熱交換的形式實現，即通常所說的液冷系統。產品種類和單價不同：新能源熱管理在空調回路和功率部件冷卻回路的總價值量相對于傳統燃油乘用車均有提升，傳統功率結構換熱由大約1650元提升到4050元，空調回路由1200元提升至1600元。并且產品種類發生變化，新增電池冷卻器總成、電池冷卻板、PTC加熱器等產品。在全球汽車熱管理領域，主要供應

16、商包括日本電裝、法國法雷奧、韓國翰昂、德國馬勒等。除翰昂外，其余均為多元化汽車零部件巨頭，在全球零部件企業中排名前列。參考來源：中國產業信息8動力電池從2011年起，全球動力電池占鋰離子電池消費總量的比例逐年攀升。新能源汽車行業的逐步發展帶動了動力電池的需求，2011-2017年，動力電池占鋰電池的比例從4.5%提升至39.8%，出貨量年均復合增速為83.6%。根據預測，到2020年動力電池占鋰電池的比例有望達到52%，超過消費電池。 2017年國內動力電池產量約36Gwh，占全球比例超過60%，已經發展成為全球最大的新能源汽車市場。2018年，寧德時代的動力電池市占率達到41.1%，比亞迪為

17、20.1%. 預計2020年國內動力電池市場規模超1100億.預計2020年國內動力電池市場規模超1100億2018年動力電池市場格局參考來源：中國產業信息9汽車輪胎假設乘用車 市場2016-2020 年復合增速 5%，到 2020 年，乘用車銷量將達到2800 萬輛，乘用車保有量將達到 2.5 億輛。測算到 2020 年乘用車半鋼胎總需求將達到4.5 億條，按平均單價350 元/條計算，對應市場空間約 1500 億元。商用車用全鋼子午胎市場，中國本土輪胎品牌占主導地位。全鋼子午胎主要用于客車、中 型以上商用車和工程機械車輛。半鋼輪胎消費市場，中國本土品牌僅占有約 30%市場份額且主要集中在替

18、換胎市場。2016年全球輪胎主要品牌參考來源：中國產業信息10汽車內飾與外飾汽車主要由動力總成、底盤、車身和電氣設備四大系統組成，各系統通過零部件的有效組合實現汽車的各種功能，車身系統是用來容納駕駛員、載運乘客和裝載貨物的空間結構；包括內飾件、外飾件、白車身、車門、車身附件等，對于汽車的結構性功能和裝飾性功能起到重要作用。未來汽車的電動化與智能化趨勢下，動力總成、底盤、電氣等系統均面臨巨大變革，部分零部件或將永久性取消；內外飾作為汽車的骨架支撐部分，具有穩定與不可替代性，且在消費品質升級下價值量持續提升。汽車內飾主要包括：座椅、儀表板、門護板、扶手箱、立柱護板、頂棚地毯、控制面板等零部件，起到

19、裝飾、支撐等作用。汽車內飾參考來源：中國產業信息汽車外飾11汽車內飾與外飾2017年全球汽飾行業市場規模達6042.1億元，其中內飾行業市場規模約為2850.23億元，預計2020年，全球內飾行業市場規模將達3206.12億元，外飾規模將達3590.42億元；中國內飾2017年市場規模約為843.27億元，外飾市場規模約為944.34億元，預計2020年，中國內飾市場規模將達932.21億元，外飾規模為1043.95億元。參考來源：中國產業信息2017-2030年全球內飾和國內內飾規模及預測圖2017-2030年全球外飾和國內外飾規模及預測圖12汽車車身汽車車身材料主要在性能、材料選擇、質量上

20、發生了巨大的變化。隨著車身輕金屬、復合材料等車身材料技術的發展，未來車身會日漸趨于輕量化、節能化、高標準化，汽車業將達到一個嶄新的高度。鋼材料目前車身的材料仍以鋼材為主，不過材料的性能和比例都發生了改變，安全性、經濟性和實用性得到了提高。碳纖維材料碳纖維在汽車領域主要應用在賽車上，目前跑車級別的車輛也有應用。塑料件材料高分子材料密度小，耐腐性能好，在車身上應用較為廣泛，目前在內飾件、外裝件、結構件等部件中的用量明顯增加。鎂合金鑄造鎂合金多用于壓鑄工藝生產。生產效率高、精度高、鑄件表面質量好、鑄態組織優良、可生產薄壁及形狀復雜的構件。參考來源：中國產業信息13汽車座椅座椅結構可分為頭枕、靠背及座

21、墊三部分，其中包括金屬部件、發泡填充物及面套。金屬部件有骨架、滑軌、調角器、升降器、彈簧等；填充物有聚氨酯發泡等；面套有織物類和皮革類等。5000+億市場容量加工壁壘高座椅框架附加值高約5%整車成本參考來源：廣發證券,產業信息近幾年，我國乘用車座椅行業市場規模整體呈現增長態勢，從2010年的597.5億元，增長到2018年的944.4億元。座椅的框架是精密金屬沖壓打造而成，對機械加工要求很高，該市場一直被江森自控、李爾、豐田等巨頭占據。國內乘用車座椅市場，目前幾乎被包括美國安道拓、美國李爾、法國佛吉亞（FAURECIA）、日本豐田紡織、加拿大麥格納（Magna International In

22、c.）等外資或者在境內設立的合資廠控制。上汽大眾最大供應商是上海延鋒安道拓和西德科，而延鋒安道拓也是上汽通用和一汽大眾的最大供應商，截止到 2017 年 4 月，延鋒安道拓已擁有遍及全國的20 多個生產基地和 40 多家工廠，李爾在中國也擴張迅速，不僅提供乘用車座椅，還涉及商用車業務。2011-2018年我國汽車座椅市場規模走勢14汽車零配件汽車零部件行業為汽車行業發展的基礎。隨著世界經濟全球化、市場一體化的發展，汽車生產過程中投資、生產、采購、銷售及售后服務、研發等主要環節呈現出全球性配置的趨勢。隨著市場競爭的加劇，世界各大整車制造商紛紛改革供應體制，實行全球生產和采購策略，并終導致汽車零部

23、件制造從整車制造中剝離出來、獨立面對市場的形勢。2015年中國汽車零部件行業銷售收入達到了30744.3億元，2015年中國汽車零部件行業規模以上企業數量約12093家。2015年全球試車零配件市場為18020億美元。2015年全球汽車零配件配套供應商百強榜。前三甲為博世、麥格納和大陸；日本企業數量最多，達到30家；延鋒位居第26位。參考來源：中國產業信息2011-2015年全球汽車零配件市場規模Image:B15汽車個性化改裝公開資料顯示，2005年以來，我國改裝的需求規模在激增，2015年市場規模達到450億元量級。市場主要集中在直轄式及發達省會城市。汽車零部件的小批量定制化生產，是為消費

24、者提供汽車個性化服務強有力的后盾。我們知道，在目前的汽車零部件大規模生產模式下，小批量、個性化生產的制造成本和時間成本都是昂貴的。因此，誰能掌握經濟、高效，靈活的小批量生產技術，建立起高效的定制化服務體系，誰就能在汽車定制化服務市場中握有主動權。3D打印技術因在進行零部件小批量生產時所具有的經濟、高效的優勢，而吸引了不少提供個性化服務的汽車制造商與汽車改裝者。16模具中國模具產業沖壓模約占37%，塑料模約占43%，鑄造模（包含壓鑄模）約為10%，鍛模、輪胎模、玻璃模等其他類模具占10%。與工業發達國家的模具產業結構基本一致。中國模具行業工業總產值有望從2015年產值1464億元達到2020年1

25、795億元產值。汽車行業約消費了60%的模具。參考來源：中國產業信息中國模具產業結構17手板原型手板是在沒有開模具的前提下，根據產品外觀圖紙或結構圖紙先做出的一個或幾個，用來檢查外觀或結構合理性的功能樣板。通常剛研發或設計完成的產品均需要做手板，手板是驗證產品可行性的第一步，是找出設計產品的缺陷、不足、弊端最直接且有效的方式，從而對缺陷進行針對性的改善，直至不能從個別手板樣品中找出不足。我國手板模型從業人員已達20萬之多，主要分布在長三角、珠三角與環渤海產業發達地區，其中深圳有企業1000多家，上海有企業200多家。全國手板城共有50多個，已建成的手板城有東莞橫瀝手板城、浙江余姚手板城、昆山江

26、蘇省手板工業實驗區、寧海手板城、中國（泊頭）汽車手板之鄉、黃驊手板城、長沙國際手板城、成都手板工業園、北侖手板園區、大連手板城等。汽車是手板行業的主要應用領域。參考來源：公開信息3D打印應用18汽車行業的3D打印市場SmarTech預測汽車行業的3D打印市場將保持快速增長的態勢，到2020年，達到25億美金的市場總量（包括金屬3D打印零件，金屬材料，金屬3D打印設備，塑料3D打印零件，塑料材料，塑料3D打印設備，增材制造軟件。汽車行業3D打印市場來源：SmarT19汽車行業的3D打印路線圖基礎快速原型、小批量制造與工具制造、正向設計與功能集成、離散制造。汽車行業3D 打印發展路線圖（3D科學谷

27、)圖片來源：Carbon、賓利、安德瑞源、通用汽車、西門子Before 201520202025after 2030快速原型小批量制造、個性化與工具制造正向設計與功能集成離散制造203D打印在新能源汽車領域的應用尺寸尺寸工裝夾具尺寸尺寸動力與傳動尺寸尺寸懸掛系統尺寸尺寸流體和冷卻尺寸尺寸內飾與外飾輪胎213D打印在汽車領域的應用挑戰05成本成本機器尺寸：粉末床金屬熔融技術當前普遍限制在400毫米，或者在600毫米（根據3D科學谷的市場研究）。尺寸尺寸01精度精度02準確性：增材制造需要能夠以最小的后處理需求來創建精確的零件。材料材料03材料：大多數3D打印材料目前主要適用于醫療和航空航天工業。

28、效率效率04效率：目前增材制造對于汽車生產來說太慢了，沖壓機每六秒鐘可生產一個零件，而粉末床金屬熔融技術則需要幾個小時才能生產一批小零件。量變的挑戰從小批量的十幾個增加到至少每年100萬個成本：作為高產量和面向消費者的行業，雖然增材制造可以將許多零件組合在一起一次完成，但鑄造幾乎可以便宜兩個數量級。22鑄造2018年voxeljet-維捷及其合作伙伴通過將粘結劑噴射3D打印技術應用于規模生產，從而將增材制造提升到新的水平。VJET X生產線有望成為世界上首次汽車關鍵零件生產領域的集成增材制造解決方案，該項目將利用3D打印的砂芯來鑄造關鍵發動機部件。VX1000-S IOB的打印速度比voxel

29、jet-維捷現有的3D打印機快十倍（速度高達每小時400升），使工業用戶能夠為汽車發動機等關鍵零件生產鑄造砂型模具。新系統不需要任何干預，因為所有的前后處理步驟都是自動化的。寶馬（BMW）推出了全新發動機BMW S58，S58 發動機將取代S55 發動機安裝于寶馬M車型中。為了滿足輕量化以及熱管理性能的需求，寶馬采用了3D打印技術來制造S58發動機缸蓋的鑄造砂芯。S58發動機的渦輪壓氣機和冷卻管路都經過重新設計，升級的壓縮機和由低溫回路提供的間接中冷器，進一步增強了S58發動機的功率輸出。3D打印技術不僅使寶馬工程師能夠實現氣缸蓋的最小重量，還能夠制造出集成冷卻通道的復雜缸蓋結構，從而優化其熱

30、管理性能。圖片來源：維捷、寶馬23電機電控GKN與汽車制造商保時捷通過金屬3D打印開發新型電子驅動動力總成的新應用。GKN根據粉末床金屬熔化3D打印技術的特點，針對更高的設計自由度、更高效、更集成的動力系統開發了特定的鋼材料，這種鋼材料能夠承受高磨損和負載，并結合3D打印所實現的功能集成進一步減輕重量。采用結構優化技術結合GKN的材料，保時捷實現了差速器的獨特設計（包括齒圈），通過這種齒輪減重和剛性形狀的組合，實現了更高效的傳動。圖片來源：GKN24座椅奧迪概念車座椅由輕量化的3D打印框架結構和一些動態部件以及織物組成。設計與制造小組使用BigRep 大型3D打印機和一種可降解的塑料材料Pro

31、-HT Plastic 制造了概念車座椅的輕量化框架結構。圖片來源：Materialise, 奧迪豐田與Materialise共同設計了汽車座椅，以使得座椅重量更輕，但舒適感更強。低重力密度區域的鏤空處理帶來雙重的好處。第一個方面，創造了更大的散熱能力。第二個方面，節省大量的材料。事實上，汽車座椅的重量減少了高達72%，比原來輕了18公斤。25車輪安世亞太通過CAE仿真分析手段，能夠快速獲得設計人員提供的創成式輪轂不同方案在不同工況下的應力情況和屈服安全系數。圖片來源：安世亞太、GE輪胎制造商HRE與GE Additive（GE 增材制造）的 AddWorks團隊開發了第一款3D打印鈦合金汽車

32、輪轂，HRE采用輕量化設計與Arcam 的電子束熔融3D打印技術制造輕量化輪轂，能夠實現材料的節省。3D打印技術為輪轂的設計帶來了新的自由度。目前，受到打印設備尺寸的限制，輪轂被拆分為多個部件進行制造，3D打印帶來了結構一體化的制造優勢。26熱管理系統Conflux Core熱交換器開發過程非?？?，現在，獲得專利的Conflux熱交換器在各個行業都有各種應用，包括航空航天，汽車，石油和天然氣，化學處理和微處理器冷卻。Conflux在某些實驗中發現3D打印的熱交換器的熱絕熱性能比傳統熱交換器高三倍。這歸功于3D打印熱交換器的復雜內部幾何形狀，這增加了表面積而不增加體積。圖片來源：https:/w

33、ork/conflux-technology-reinventing-heat-exchangers/Conflux選區金屬熔化3D打印技術圖片來源：C27熱管理系統HiETA成立于2011年，旨在通過增材制造的方法開發用于生產各種熱管理應用的復雜、輕型結構的金屬零件。制造的零件包括用于微型燃氣輪機的熱交換器、渦輪機械和燃燒部件，還包括那些用于燃料電池的相變換熱器和綜合廢熱回收系統，以及用于高效內燃機散熱的部件。HiETA已經注冊了一些通過3D打印增材制造技術生產熱交換器的專利。競爭力涵蓋整個增材制造產品的開發流程，從理解客戶要求開始，提供從初始設計到計算流體動力學（CFD）、有限元分析（FE

34、A）、3D打印、測試和驗證完整過程的工程開發服務。HiETA還開發了專用參數包，包括開發Inconel材料的無泄漏薄壁結構，厚度達150微米。通過Renishaw在Staffordshire工廠里的AM250和HiETA在布里斯托爾和巴斯科學園附近的設備來完成產品的制造。HiETA選區金屬熔化3D打印技術英國的汽車集成商Delta Motorsports的3D打印熱交換器項目。長方體換熱器（換熱器），用作電動車輛的擴展裝置。通過3D打印，HiETA生產的零件通常比市場上同等效率傳統方法制造的產品重量輕40。這些集成式一體化的設計對于傳統加工方法來說是非常困難的。圖片來源：雷尼紹28動力電池，電

35、池托盤通過基于3D打印的快速成型技術，DKSH提供最快3天實現從概念到鑄件。通過柔性專機，可以實現最多百萬件的高性能裝配前電機生產。西門子提供為新能源汽車制造所提供的從3D打印結構一體化的電池殼體，到后處理，電池裝配等整套的數字化制造解決方案。圖片來源：西門子，DKSH29汽車輪胎米其林VISION是世界上第一款充電的輪胎。通過3D打印機，可以將輪胎打印出來，并使用適量的橡膠。此外，可以根據需要延長其使用壽命的設計，從而確保所有環境下的正常工作。通過優化胎面設計，減少其深度，以減小其厚度，還可以使輪胎在材料方面更有效率。金屬3D打印很好的解決了刀具干涉的問題，當復雜性與可制造性不再是困擾輪胎模

36、具制造的最大因素的時候，3D打印很好的釋放了輪胎產品設計迭代的便捷性，也催生了新型的輪胎制造能力。米其林已經感覺到增材制造的潛力，并聲稱唯一的限制是設計師的想象力，通過3D打印技術，米其林設計出獨特的雕塑系列輪胎MICHELINCrossClimate+并通過安全認證，使得米其林的輪胎在市場上更具競爭力。圖片來源：米其林30汽車車身Divergent的跑車通過3D打印鋁制的“節點”結構，然后通過現成的碳纖維管材將其連在一起。3D打印鋁制的“節點”結構為跑車實現個性定制化帶來了空間，在打印鋁制節點方面，Divergent是與德國的SLM Solutions合作的。Divergent還開發了軟件，

37、通過軟件可以快速實現客戶自定義汽車的設計到現實的生產。該軟件從空氣動力學、材料和安全性等多個角度優化結構件的設計，并且充分考慮汽車的設計以及碳纖維桿和3D打印節點之間的連接。EDAG和西門子以及Constellium，FraunhoferIAPT，Concept Laser和BLM共同完成的輕質鋁結構 “Next Gen Space frame 2.0”“Next Generation Space Frame 2.0”智能模塊化系統結合了仿生力學設計和增材制造節點以及高強度，吸收能量的鋁合金擠壓型材。該概念提供極其靈活的制造解決方案，使其能夠支持越來越多的交通產品，同時仍考慮經濟因素。圖片來源

38、：EDAG, D31汽車車身與離散制造BAAM是由美國Cincinnati公司制造的大幅面增材制造設備， 是Local Motors 制造汽車的主力軍。車身的3D打印材料由ABS和碳纖維的復合材料，打印時塑料顆粒會被加熱到210攝氏度，然后被逐層擠出。Local Motors通過3D打印技術實現車輛外觀的定制化，用戶可以將自己的設計理念融入到汽車的外觀設計中。Hackrod的La Bandita是全球首款采用虛擬現實技術設計的個性化汽車。由碳和鋁制成的Speedster車身結構，通過西門子產品生命周期管理（PLM）軟件中的智能設計程序獲得了優化的車架。由精確的生產軟件控制，La Bandita

39、車身結構在車庫大小的3D打印機中逐層實現。圖片來源：西門子，Local M32汽車結構件寶馬汽車通過粉末床金屬3D打印技術制造的輕量化支架隨著i8 Roadster的批量化生產而進入到量產領域。不僅僅是金屬3D打印，寶馬還引進了Carbon和惠普的設備，在積累了足夠的應用經驗后，這些塑料3D打印也有望推向生產領域。通用汽車通過座椅支架的減重揭示了3D打印對于零件潛在質量和強度改進的潛力。布加迪采用SLM 金屬3D打印技術，對電動機支架進行批量生產，集成水冷卻作為主動隔熱罩，可顯著降低傳熱量。圖片來源：通用汽車、寶馬汽車、SLM S33汽車內外飾法國標致汽車曾推出一款名為Fractal的純電動概

40、念車，特點是通過3D打印技術制造了這款車的消聲內飾。這款3D打印內飾是由Materialise公司設計和打印的。3D打印內飾占到了Fractal 電動車內飾總表面積的82。它的表面具有凹凸不平的結構，結構是中空的。這些結構不但可以減少聲波和噪聲水平，而且令使聲波從一個表面反射到另一個表面，從而實現對聲音環境的調整。這么復雜的造型通過傳統的模具注塑的方式是難以實現的，但這巧巧是3D打印技術的優勢所在。Materialise的設計團隊通過一系列復雜的算法設計出3D數字模型，然后對模型進行切片處理，最后使用選擇性激光燒結（SLS）3D打印機對白色尼龍粉末進行燒結。在后處理階段，Materialise

41、對打印件進行了植絨處理，讓內飾富有柔軟觸感和更強的環境耐受力。圖片來源M34個性化定制平臺賓利概念車的各種功能部件都是用金屬3D打印技術制造完成的，包括其標志性的進氣格柵、排氣管、門把手和側通風口。寶馬MINI的車主可以通過專用的在線配置程序來設計自己的內外飾配件，包括：3D打印的儀表盤、側面指示燈、個人化的閩鈑和LED水坑燈。圖片來源：寶馬、賓利35賽車賽車的進氣歧管具有許多干涉部位，這對于砂型鑄造和后期的機加工都提出了許多挑戰。為了滿足復雜性的精確要求，voxeljet維捷將這一854 x 606 x 212 mm 大小的進氣歧管模型拆分成4塊來進行砂模打印，在隨后的組裝過程中，沒有發生變

42、形問題。整個的砂型重約208kg打印時間為15個小時，鑄造完成的鋁制進氣歧管重約40.8 kg。得益于鉑力特（BLT）在輕量化設計方面的經驗和金屬3D打印技術的支持，北理工方程式賽車隊將賽車立柱的創新設計變成現實，不僅保證了極高的制造精度，并在輕量化上表現出色，立柱零件實物減重20%，強度提高140%。從最大的技術加速器賽車制造看3D打印發展前途http:/ 寧夏共享，FHZL:佛山峰華卓立，AHL:安徽恒利，OGGI 3D:佛山奧基德信voxeljet China-維捷中國在蘇州7800平方米的設施為中國提供的3D打印設備與材料面向鑄造業和注塑行業。維捷為鑄造行業提供鑄造砂模與熔模解決方案；

43、維捷的高速燒結工藝則是針對與注塑行業相競爭的應用領域，可以3D打印尼龍、TPU等材料。全球范圍內，維捷服務的客戶群包括奔馳、寶馬、福特、保時捷、大眾等。隨著更多中等規模的客戶加入到這一群體中來，維捷正在圍繞著其核心技術為客戶提供一攬子交鑰匙解決方案，其中包括自動化解決方案。40間接金屬3D打印的主要特點當前間接金屬3D打印技術包括多種不同的技術，根據3D科學谷的市場研究一大類是以惠普,Exone,DesktopMetal, 3DEO, Markforged所代表的binder jetting（粘結劑噴射）技術，另一類是以Xjet為代表的NanoParticle Jetting技術，第三類是Pr

44、odways與CEA Tech LITEN 開發的以樹脂為間接體的金屬3D打印技術。大眾汽車以決定成為惠普金屬打印用戶?；萜张cGKN以及Parmatech建立合作伙伴關系。制造商可以在幾分鐘而不是幾小時內制造金屬零件。這是一種更快，成本更低的技術，比用于航空航天的3D打印部件的粉末床金屬熔融工藝更適合大規模生產?；萜盏慕饘佼a品制造過程惠普的金屬打印機打印頭粘結劑噴射或擠出納米顆粒噴射光固化41間接金屬3D打印在GE正式商業化其粘結劑噴射金屬3D打印工藝之前，正在與其合作伙伴一起通過應用來不斷的驗證其技術的市場可行性，2019年，康明斯成為首批采用GE這項技術的合作伙伴之一，而粘結劑噴射3D打印

45、技術可以在短時間內快速制造出金屬零件，使制造周期明顯縮短，特別是在鋁、鐵零件快速制造方面，可以與鑄造工藝進行競爭?；萜张c材料制造商 GKN Powder Metallurgy和Parmatech建立合作伙伴關系，共同為強生、大眾和威樂等用戶制造金屬3D打印零件。圖片來源：GE、惠普42直接金屬3D打印的主要特點PBF粉末床熔融金屬3D打?。―MLS,SLM,EBM)01DED定向能量沉積金屬3D打印(LENS, EBAM,RPD)02間接金屬3D打印(Binder jetting，NanoParticle Jetting, Resin Curving, FFF)03Pros: 更復雜的構造，更

46、好的冶金性能Cons: 昂貴，效率慢，尺寸小Pros: 節約材料、變革材料冶金技術，* 實現非平衡、梯度、難熔等高性能材料的數字制造Cons: 工藝控制難，材料昂貴* 部分參考自王華明院士高性能大型關鍵金屬構件增材制造技術及其對重大裝備制造業的影響Pros: 更復雜的構造，經濟、高效Cons: 適用的材料有限* 直接金屬3D打印設備與材料品牌請參考3D科學谷網站43塑料3D打印設計開發人員在開發材料的時候必須要關注材料的進給形態是什么樣的，設備的加工原理是什么樣的，只有對制造工藝達到充分的理解，才能開發出下一代的增材制造材料。Seat(PU, leather Leather, sponge,

47、Metal, linen)Inner handle / handle (ABS resin, PC+ABSPA, chrome.)Instrument panel (PP,ABS,HIPS metal, wood, cloth, leather)Top / carpet (plush, leather, wire ring, silicone, rubber / plastic, silk, linen)Air conditioning control panel(PP)Door decorative board (leather, cloth, PP, sponge)Armrest box

48、/ glove box (PP, wood, leather, sponge)圖片來源：蓋世汽車44塑料3D打印 尼龍SLS:UltimakerAirwolf 3DCosine AdditiveRobozeDDD MaterialeSun 深圳易生PA 3D 打印材料：EOS、Evonik、Farsoon FDM:Multi Jet Fusion-多射流熔融 :HSS-高速燒結:45塑料3D打印案例-光固化Carbon的數字光合成（Digital Light Synthesis ,DLS）技術是福特采用的其中一種3D打印技術，使用的材料是EPX（環氧樹脂）82。DLS技術是通過連續液體界面生產

49、（CLIP）實現的。該工藝使用數字光投射，透氧光學元件和可編程液體樹脂，制造出具有“優異機械性能，分辨率和表面光潔度”的零件。EPX（環氧樹脂）82已通過了福特嚴格的性能標準測試，包括：室內風化，短期和長期熱暴露，紫外線穩定性，流體和化學耐受性，易燃和霧測試等。46塑料3D打印-高強度材料以意大利的CRP Technology為代表的材料則為SLS激光燒結技術產生了需要卓越的機械和美學特性的全球產品，而且他們的塑料產品可以被CNC機床進行加工。通過將碳纖維與聚酰胺材料復合燒結在一起，或者是將玻璃纖維與聚酰胺材料復合燒結在一起。PEEK和ULTEM這兩種材料在工程和醫學方面的應用前景非常好。意大

50、利Roboze在2015年宣布推出的Roboze One+400，以400的擠出溫度刷新業界視線。圖片來源：CRP, R研發與系統解決方案提供商舉例47端到端的制造平臺西門子通過數字主線實現互通，通過數字雙胞胎驅動整個過程，提供集成的端到端單一系統，實現增材制造的工業化應用。來源：西門子48研發與智能制造安世亞太：以“仿真驅動設計”，從“精益研發”到“先進設計與智能制造”，致力于服務中國制造業的價值創造。專欄文章與華為集團合作，構 建 基 于 云 的3D打印生態鏈和大數據中心研發3D打印開放式平臺和模塊化控制板卡，和3D打印特色裝備首創提出精益研發和制造理念，多年項目實踐，深入理解制造業研發和