为解决此问题，市场上已使用拓扑优化 (TO)和创成式设计软件来实现复杂的几何结构设计。其中，拓扑优化 (TO) 是一种数学方法，针对给定的一组载荷、边界条件和约束，在给定的设计空间内优化材料布局，以最大限度地提高系统的性能，TO可以通过将材料分配到最佳位置来促进重量减轻。本期谷.专栏，结合福特申请的《Modifying additively manufactured part designs using topological analyses》专利，来一起了解如何快速的将固体材料、空隙和晶格单元分配到最佳位置。

点阵结构材料由于在热、电和光学性能等方面具有的优势，以及作为潜在的轻量化材料而受到人们关注。点阵结构，为实现零部件不同的外观和性能打开了一扇门。点阵结构所固有的复杂性，使得增材制造/3D打印技术与其制造有着天然的结合点。3D打印的一大优势是灵活性以及打印成本对产品的复杂性不敏感，这也是复杂的点阵结构成为3D打印领域的一大热门研究方向的主要原因。

点阵建模软件
© 3D科学谷白皮书

 为增材制造而优化的拓扑优化

目前，用于AM-增材制造设计的现有拓扑优化工具遇到了一些普遍的问题：

首先，传统的拓扑优化方法（例如基于梯度的方法）总是在最终设计中生成“灰色”元素。理想情况下，最终设计中应该只有两种类型的元素：代表空隙的“白色”元素 (0) 和代表固体材料的“黑色”元素 (1)。然而，现有的软件工具会生成值介于 0 和 1 之间的“灰色”元素。在工程实践中，设计人员总是手动设置阈值来将灰色元素分类为 0 或 1。

其次，虽然现有的软件工具提供了用晶格单元替换“灰色”元素的能力，但还没有使用任何工具来根据增材制造设备和方法的制造能力来确定合适的晶格特性。

第三，拓扑优化工具不能用于创建受AM-增材制造约束所需的几何特征（例如出口孔）。

第四，目前普遍还没有集成 CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程）、多尺度 TO-拓扑优化和 AM-增材制造的过程。现有的软件工具大多只关注流程的一个或两个方面。

 数据线程

福特的专利尝试解决与使用多种AM-增材制造技术制造的零部件的拓扑优化相关联的这些问题。

福特的专利将为增材制造工艺设计的零部件，分为三个区域组成：没有材料的空隙区域；固体材料区域；和非均匀格子区域。

© 福特

这些区域作为负载条件的函数在空间上分布在整个零件中，使得固体材料分布在第一负载路径的区域中，而点阵晶格分布在第二负载路径的区域中。

点阵晶格单元包括6杆四面体晶格单元、16杆六面体单元和24杆六面体单元等。点阵晶格单元的类型和尺寸是增材制造工艺的函数，点阵晶格单元的每个条的直径不相等。

含点阵结构的汽车用热交换器

© Conflux

福特的专利提供了用于成功实现AM-增材制造过程设计的集成数字线程，通过数字线程是连接数据流和整个产品设计周期的数据集成视图的通信框架，包括计算机辅助设计 (CAD)、计算机辅助工程 (CAE)、拓扑优化 (TO) ，考虑到特定增材制造工艺的制造限制。

数字线程通过避免产品价值链上的工程规范手动翻译错误来提高产品质量，从而提高新产品引入的速度和产品价值链上工程变更的沟通，通过提高数字化捕获和分析，提高与产品相关的制造效率。

福特的专利还通过分析点阵晶格尺寸并将固体材料和晶格单元分布到受应力/应变的位置来改进拓扑优化技术和晶格结构设计方法。因此，可以智能地重新分配结构的材料，从而减少材料消耗并减轻零件重量。

轻量化的实现方式
© 3D科学谷白皮书

当零件是汽车零件时，这样的优化设计方法将有助于提高轻量化水平。该方法还加快了为 AM-增材制造设计轻质结构的过程，并产生具有轻质和高性能的创新复杂结构设计。可以帮助消除模具成本，为小批量组件设计提供经济的解决方案，从而实现更精简、更环保的制造。

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根据3D科学谷此前的市场研究，3D打印进入汽车制造的量产应用领域，面临着“三座大山”：满足量产的高效率、质量一致性与标准、经济性。而此前，市场上的一致看法是3D打印在任何一个维度上想要满足这几座“大山”的要求，似乎还离的很远。

那么是什么原因，使得无论是大众还是福特都一致性的要规模化汽车制造对3D打印的采用呢？本期，3D科学谷与谷友一起来洞察粘结剂喷射3D打印技术在汽车量产领域的应用空间。

© 福特

未来已来

福特之前在 3D 打印生产方面取得了一定程度的成功，不过当时涉及较低的产量——针对利基市场的车辆的数量较少。根据3D科学谷的了解，福特现在的想法远不止于小批量的3D打印生产应用。福特正在开发的部件将用于福特汽车“非常受欢迎的车型”的全面生产。

福特将要量产的3D打印零件并没有透露细节，不过可以确定的是将通过粘结剂喷射3D打印技术制造。

福特用于粘结剂喷射和烧结具有挑战性的金属粉末是铝 6061。这一发展是福特工程师和材料科学家与粘结剂喷射技术供应商 ExOne 合作的结果。而成功将铝应用于汽车零件的3D打印生产的意义是重大的：从传统制造工艺到3D打印工艺的转变将通过简化设计来减轻重量、节省空间、提高零件性能以及节省成本和时间。

 为什么是BJT-粘结剂喷射？

根据福特，LPBF基于粉末床的选区激光熔化工艺可以为汽车行业制造轻量化的部件，但选区激光熔化工艺过程中需要支撑结构，以及需要通过后续步骤去除这些结构。这对量产规模小的航空航天行业或许不存在问题，但是对于汽车行业，却提出了一个真正的挑战，这使得制造的效率很低。

与其他金属 3D 打印选项相比，与LPBF基于粉末床的选区激光熔化工艺相比，BJT-粘结剂喷射通常是一种生产率更高的金属 AM 增材制造工艺。

不过以前不可能使用铝进行粘结剂喷射，但福特和 ExOne 开创了一种粘结剂喷射铝 6061 的工艺，这使得在汽车制造领域的应用空间被打开。

在金属3D打印工艺中，普遍的共识是LPBF粉末床熔化金属3D打印是铝合金更为理想的加工工艺 ，而基于粘结剂喷射（Binder Jetting）的间接金属3D打印工艺，由于后处理热加工过程容易导致铝合金燃烧，在铝合金的加工方面不具备优势。但随着各种制造技术的交叉结合发展，通过粘结剂喷射间接金属3D打印工艺实现铝合金零部件增材制造具有了更高可行性。

ExOne 在 2021年3 月份宣布已开始成功地开始使用粘结剂喷射打印和烧结 6061 铝，通过粘结剂喷射打印和连续烧结的结合，可以制造 99% 的高密度的铝合金零件，突破传统的材料特性和实现严格的几何控制，这是几十年来的一个突破。

根据3D科学谷的了解，这其中Abbott的连续烧结炉在倡导优化 Al 6061 粘合剂喷射技术，并使其更适合生产的新方法方面发挥了关键支持作用。

虽然今天销售的大多数粘合剂喷射 3D 打印机都配备了批量烧结炉，但 ExOne 在Abbott的帮助下发现，Al 6061 更适合连续炉——这种类型的工艺在大批量生产中很有优势。

而连续烧结工艺与BJT-粘结剂喷射金属3D打印技术的成功结合，将带来AL 6061 以重要的方式改变制造业的局面，尤其是对汽车、航空航天和其他行业的改变，实现更轻量化的铝零件制造，同时满足经济性和产品质量一致性的要求。

 铝和BJT的上升趋势

根据3D科学谷全球市场研究合作伙伴AMPOWER，到2025年，AMPOWER预计粉末床系统的市场份额将减少，例如金属中的粘接剂喷射（BJT）和塑料打印中的（DLP）技术将上升。

根据3D科学谷全球市场研究合作伙伴CONTEXT，继续使用3D打印进行批量生产仍然是加速增长的关键，诸如粉末床熔化和桶式光聚合（用于塑料）和BJT-粘结剂喷射（用于金属）等技术已准备好帮助这一推动。

上升的不仅仅BJT-粘结剂喷射技术，还有铝合金…

3D科学谷曾在《一文看懂铝合金制造在3D打印领域的现状与发展态势》一文中从市场发展态势，粉末材料当前的技术突破，以及铝合金与3D打印技术的多种结合方式，铝合金的应用优势领域，深入分析了铝合金制造在3D打印领域的现状与发展态势。

根据SmarTech，3D打印行业目前正在发生着两个显著的发展趋势，第一个是铝合金材料的全球供应链似乎已经“越过门槛”，成为支持增材制造技术的下一代机遇。铝合金的3D打印现在开始赶上镍，钢和钛。

而在通过BJT-粘结剂喷射技术制造铝合金零件方面，不仅仅是exone获得了突破。Desktop Metal和Uniformity Labs也已开发出一种用于Desktop Metal生产系统的完全致密且可烧结的6061铝材料。

这种6061铝材料与水基粘合剂兼容，并且具有比其他市售6061更高的最低着火能量铝粉的安全性得到了改善。

根据3D科学谷的市场了解，这一突破代表了用于粘合剂喷射的铝发展的一个重要里程碑，并且是增材制造行业向前迈出的重要一步，因为铝合金是增材制造是用于汽车，航空航天和消费电子领域的最受欢迎的材料之一。

全球铝铸件市场每年超过500亿美元，而通过粘结剂喷射增材制造解决方案颠覆铸造市场的时机已经成熟。在粘结剂喷射中引入轻质金属为各种行业的各种热管理和结构件应用打开了大门，这项铝合金材料的创新是采用批量生产的3D打印铝制零件的关键一步。

随着福特、大众等车企将BJT-粘结剂喷射技术推向规模化汽车零件制造应用，3D打印市场将迎来什么样的机遇？让我们拭目以待！

更多铝合金3D打印市场洞悉，请参考3D科学谷发布的《铝金属3D打印白皮书》。

更多3D打印在汽车领域的应用，请参考3D科学谷发布的上篇-《3D打印与新能源汽车白皮书》、下篇-《3D打印与新能源汽车白皮书》

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作为该项目的一部分，该项目得到了530万欧元的公共资金的资助，正在科隆的福特工厂现场建设研究设施。

面向批量生产的开发

根据3D科学谷的了解，福特将在电动机制造领域开发基于激光的加工工艺，并研究将人工智能用于过程控制。

根据3D科学谷的了解，位于科隆的福特汽车是电力驱动可持续发展基金的合伙人，该基金2021年5月6日宣布在德国科隆建立欧洲研究中心，该中心的目的是开发面向未来的产品和工艺，使欧洲制造商可以在大规模生产电动汽车零部件方面发挥领导作用。该项目由公共资金资助，总额为530万欧元，计划为期36个月。

 3D打印发夹绕组

福特将与蒂森克虏伯系统工程，亚琛工业大学DAP学院一起，在一条生产线上开发灵活而可持续的电动机零部件生产。该项目的名称是HaPiPro2，指的是发夹技术。发夹绕组是电动机领域中的一项新技术，矩形铜棒代替了缠绕的铜线。该过程比传统的绕线电机更易于自动化，并且在汽车领域特别受欢迎，因为它可以大大缩短制造时间。

3D打印适用于快速的原型制造，能够将测量结果实时反馈到仿真中，从而确保了所需的操作性能并提高了质量保证。HaPiPro2项目正在研究如何进一步开发该方法，以便在单个生产线上高效生产不同型号的电动机。新的电动机研究中心位于福特在科隆-尼尔的工厂。

福特的任务将是在发夹技术领域开发基于激光的应用程序，并研究用于过程控制的人工智能。亚琛工业大学数字增材生产DAP学院为该项目增加了3D打印领域的专业知识。

视频：亚琛工业大学DAP学院主席Schleifenbaum教授介绍Fraunhofer的未来增材制造项目

根据3D科学谷的了解，由于铜的导热性和反射性极佳，这使得铜金属在3D打印机内部难以操作。虽然当前选择性激光熔化（SLM）3D打印技术可以用于制造铜金属粉末材料。但是铜金属在激光熔化的过程中，吸收率低，激光难以持续熔化铜金属粉末，从而导致成形效率低，冶金质量难以控制等问题。此外，铜的高延展性给去除多余粉末这样的后处理工作增加了难度。

 铜打印的设计与工艺的组合

根据3D科学谷的市场观察，亚琛增材制造中心ACAM的增材领域研发伙伴之一Fraunhofer ILT弗劳恩霍夫激光研究所推出了“SLM绿色”解决方案，当前的粉末床激光熔化技术所采用的激光器通常在光的红外光谱范围内运行，这就是为什么铜的低吸收率会发生，而且光的能量不能有效地熔化铜金属。纯铜从电子束熔融工艺中吸收80％的能量，而在红外激光束中仅吸收2％的能量，激光成为铜金属打印的突破点。

HaPiPro2项目不仅旨在高效构建高效的电动机，而且还旨在开发生产中的各种灵活性。亚琛工业大学把与面向应用程序研究有关的专业知识带到整个发夹的生产过程链。亚琛工业大学的任务还包括分析因果关系以及在生产计划中测试数字方法。

 福特对电气化未来的承诺

福特在2021年2月承诺，到2024年，所有欧洲商用车系列将提供全电动版本或带插电式混合动力驱动的版本。福特预计，到2030年，全电动车型或插电式混合动力汽车将实现三分之二的商用车销量。到2026年中，所有欧洲福特乘用车都将提供电动版本，到2030年将完全转换为纯电动汽车。

根据3D科学谷的了解，福特欧洲首款全电动量油汽车将从2023年起在科隆制造，该公司已投资10亿美元新建福特科隆电气化中心，为过渡到纯电动汽车的未来创造了条件。

l 文章来源：3D科学谷内容团队

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 声音模式定义螺母形状

福特与增材制造高端解决方案领先供应商EOS合作，根据驾驶员的声音设计了锁紧螺母的轮廓。

与虹膜扫描或指纹一样，一个人的声音也可作为一种独特的生物识别特征。工程师们记录了至少一秒钟的驾驶员声音，如“我开的是福特野马(Ford Mustang)”之类的话，然后利用软件将独特的声波转换成实际、可打印的模式；随后，该模式变成了一个圆形，设计成锁紧螺母的凹痕和螺栓。

设计好几何形状后，将螺母和螺栓设计成整个部件，然后利用耐酸耐腐蚀的不锈钢进行3D打印。打印之后，螺母和螺栓被分开，在准备好投入使用前还需要进行研磨。

该设计还包括二级安全功能，防止螺母被克隆或复制。螺母内间隔不均匀的挡条和凹痕的深度被加宽，以防小偷用蜡印下螺母的形状，因为如果将蜡从螺母上扯下，蜡就会破裂。

如果不使用驾驶员的声音打造螺母的轮廓，此类螺母还可根据车辆，进行特别设计，如利用野马车型的标志，或者利用驾驶员的名字的首字母进行设计。此外，该设计还可从驾驶员的兴趣中得到灵感，如采用著名赛道的轮廓设计该螺母。

 扩大3D打印的使用

3D打印或称增材制造，可让设计更灵活、帮助减轻重量、改善性能，并创造出利用传统方法无法实现的零部件。30多年来，福特越来越多地采用3D打印技术制造原型部件，帮助缩短新车研发时间。

该公司还利用3D打印技术打造了用于福特GT、Focus和野马GT500车型上的零部件，未来还会制造更多3D打印部件。此外，福特还3D打印特别定制的汽车零部件，包括Ken Block的Hoonitruck福特皮卡的进气歧管以及世界汽车拉力锦标赛(World Rally Championship)中M-Sport福特Fiesta汽车配备的一对汽车挡风玻璃遮光栅格。

在福特生产线上，3D打印技术被用于制作流水线工具，重量最多可减轻50%，从而减少重复性工作带来的体力压力，并有助于提高制造质量。由于此类工具中很多都是用尼龙制成，福特推出了一项回收计划，可将生产区域内旧的3D打印部件和塑料100%转化成可以回收的尼龙。此外，福特还生产了3D打印安全设备，如生产线上使用旋转工具时使用的保护套，可以防止操作员的手指和手臂受伤。

文章来源: 盖世汽车网

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目前，福特已经开始使用Desktop Metal 的技术进行一些小批量生产，并在准备通过其生产系统进行更大批量的汽车零部件生产。

福特应用的粘结剂喷射金属3D打印技术

 将开展更大批量的生产

近日福特展示了他们如何使用Desktop Metal Studio系统进行原型设计，以及正在通过Desktop Metal 生产系统所开展的增材制造工作。

视频中，福特汽车高级工程副总裁兼首席技术官肯.华盛顿揭示了福特汽车如何通过整合虚拟现实、3D扫描和3D打印技术来打造未来工厂。肯.华盛顿表示，福特汽车一直在使用Desktop Metal Studio系统来制作原型、夹具制造，并开展了一些短期生产。

福特已使用Desktop Metal 的粘结剂喷射3D打印技术制造一些满足特定市场需求的小批量零件，例如用于新款F150汽车中的电插头盖。福特在此处应用3D打印技术的好处是，不需要改变目前F150的大批量制造流程，就可以灵活制造出少量特殊零件。

福特汽车已经在测试Desktop Metal 的生产系统，并准备利用这一生产级的粘结剂喷射3D打印系统生产更大批量的产品。

 3D科学谷Review

Desktop Metal 生产系统的技术为一种基于粘结剂喷射的间接金属3D打印技术。相比粉末床熔融直接金属3D打印技术，这种间接金属3D打印技术速度更快、成本更低，与汽车零部件批量生产的需求更为贴近。

间接金属3D打印的主要特点。来源：《3D打印与新能源汽车白皮书》

可以说该技术从可实现产品的复杂性、生产效率与成本来看，对汽车零件生产的影响都是深远的。

AME 3D打印卓越论坛行业洞见。来源：《3D打印与新能源汽车白皮书》

但控制零件的收缩与变形是目前该技术需要克服的挑战之一。在2019 “AME 3D打印卓越论坛-新能源汽车数字化制造趋势”期间，3D打印企业与汽车制造企业的嘉宾对此问题进行了探讨，与之相关的行业洞见请查看3D科学谷发布的《3D打印与新能源汽车白皮书》。

《3D打印与工业制造》登陆京东网上书店，点击微课视频收看超过6万人观看的3D科学谷创始人微课。

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 3D打印在福特的应用实例

福特使用Ultimaker的桌面级3D打印机进行设计和制造装配工具，如夹具、治具和量具。一般而言，这些工具设计复杂，而且成本效益高、生产速度快且能直接在现场生产。

在科隆的试验工厂，福特公司在汽车设计开发期间利用3D打印技术对特定产品夹具、工具和模板的生产流程进行优化

3D打印技术已用于在德国科隆的福特试验工厂。这个工厂拥有一套完整的小型生产设备，在这个工厂所进行的新车型的设计也已基本成熟。在汽车模型的开发过程中，工程师需要大量定制化合适的生产工具，这些工具往往是针对特定的任务和模型而设计的。仅福特福克斯的系列生产就需要50多种不同的装配工具，这些工具最初都在试点工厂进行开发，之后再在所有欧洲工厂进行现场3D打印。

通过外部制造商采购这些工具需要大量时间，成本高，并且会减慢开发进度。为了优化工作流程，福特的增材制造团队决定将Ultimaker的桌面级3D打印机集成到工作流程中。“福特选择Ultimaker，是因为打印结果的质量和可靠性与成本能达到最佳比例，”福特增材制造研究工程师Lars Bognar表示。

 多元化耗材成就众多工具

桌面级3D打印的优势在于材料。大量的耗材和广泛的材料特性为实际应用提供了正确的解决方案。仅采用一种增材制造工艺，生产设备便可满足最多样化的应用和操作环境的要求。耗材及其材料性能的范围几乎无止尽：强度、弹性、耐热性、强度、回弹性、耐久性，皆在可预期的变化范畴中。对于3D打印技术而言，至关重要的一点是能在不损失材料性能的情况下，保质保量地进行打印。

桌面级3D打印机使用的一个关键因素是开放式耗材系统，3D打印生产工具可单独适用于来自不同材料制造商的具有不同材料性能的耗材，以实现各自的应用和制造。由于Ultimaker的开放式耗材系统可以使用多种与制造商的材料进行3D打印，传统制造的工具将会被轻便耐用的塑料工具所取代。

3D打印机的这一特征在生产设备、工具和装配辅助方面尤为突出，展示出增材制造过程存在的颠覆性潜力，并已经带来了示范性的改变。特别是在装配工具方面，应用程序不仅形式非常多样化，而且适用范围特别广泛。
打印质量和效果的体现

硬件、软件和材料的完美协调对于呈现高质量的打印效果至关重要。为了满足汽车工业对工业耗材日益增长的需求，Ultimaker正与领先的材料制造商合作，利用Ultimaker打印机将专用于工业3D打印的高质量工程塑料和复合材料推向市场。

Ultimaker于2018年4月成立的“Ultimaker材料联盟项目”（Ultimaker Material Alliance Program），旨在满足对工业级3D打印材料不断增长的需求。在短短的一年后，众多领先的材料制造商包括帝斯曼（DSM）、巴斯夫（BASF）、杜邦（DuPont）、欧文斯科宁（Owens Corning）、阿科玛（Arkema）、捷普（Jabil）、雷曼福斯（Lehmann & Voss & Co.）等，积极利用Ultimaker提供的打印配置助手（Print Profile Assistant），更快速地将各种高性能的FFF 3D打印材料带入专业市场。截至2019年4月，已有超过80家公司为“Ultimaker材料联盟项目” 共同开发用于FFF 3D打印的材料配置文件。

此外，Ultimaker为材料生产商提供的软件包括了来自研发的大量知识以及公司的印刷材料，使得材料生产商能够开发和维护材料配置文件，让用户可以在开放式耗材系统的桌面级3D打印机上真正轻松地使用这些材料。打印配置文件预先配置在可自由访问的Ultimaker Cura软件上并提供使用。无需手动输入打印参数，用户即可通过访问预配置的设置进行自动打印。即便是对技术要求最严格苛刻的塑料也能通过Ultimaker的3D打印机融合，实现工业应用。

 Ultimaker Cura 3.6软件

 探索更多应用可能性

桌面级3D打印的好处是显而易见的：由于工件数量较少，制造的花费相对较低；比传统方法制造的工具更轻，且能更快适应额外需求。与常规生产的传统工具成本相比，每件工具能节省1000欧元用于打印装配辅助工具，如夹具和治具。从原先平均10周的包括设计与制造在内的外部合同，到现在即使是复杂的装配夹具，最迟也能在10天之内完成。

福特公司在所有的欧洲工厂都使用桌面级3D打印机。科隆的开发团队为其他生产工厂提供工具设计，这些工具可以在24小时内在现场直接打印。此外，装配辅助工具比传统工具轻70%。仅在福特，就有超过50种不同的增材工具用于福特福克斯的系列生产。虽然增材制造目前在福特公司只是一种生产辅助，但是，向其他领域的应用也仍在不断探索中。

文章来源：Ultimaker

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汽车产业是一个庞大的生态群，汽车产业的发展对于推动制造技术的发展有着至关重要的作用。汽车产业与3D打印技术之间也存在着同样的互动关系。一方面，3D打印零件的尺寸越来越大，可打印汽车零部件的金属材料、复合材料逐渐丰富等发展趋势推动着汽车制造商的3D打印应用；另一方面，汽车制造商与3D打印厂商共同开发和验证3D打印设备，促进了3D打印技术的发展。

福特汽车（Ford）就是其中一家与3D打印行业的合作紧密的汽车制造商。根据3D科学谷的市场观察，近日，美国数字光合成（DLS）3D打印技术公司Carbon展示了为福特汽车生产的第一批3D打印零件。

 部分替代注塑的3D打印技术

福特和Carbon共同展示的这批3D打印部件包括：福特福克斯空气调节系统HVAC的杠杆臂零件，福特猛禽F-150的辅助插头，以及福特野马GT500电子驻车制动器支架。

3D打印驻车制动支架，图片来源：Carbon.

根据3D科学谷的市场研究，福特公司早在1988年就购买了光固化3D打印机，成为最早采用3D打印技术的公司之一。福特不仅建立了3D打印原型制造中心，更是与3D打印企业合作研发适合汽车制造业的3D打印材料和设备。

福特福克斯空气调节系统HVAC的杠杆臂零件，图片来源：Carbon.

2015年，福特开始与Carbon合作。随后，福特在密歇根州Redford建立了先进制造中心，为福特野马眼镜蛇Shelby Mustang GT500跑车配备3D打印部件。福特的Redford先进制造中心集成了3D打印，协作机器人（cobots），数字制造和增强现实。

福特猛禽F-150的辅助插头，图片来源：Carbon.

Redford先进制造中心拥有来自10家不同增材制造公司的23台打印机，包括Stratasys，HP和EOS的设备。根据2017年福特宣布的一项45亿美元的五年高级制造计划，福特Redford先进制造中心作为该计划的一部分，正在履行福特的战略，是未来的工厂的写照。

Carbon的数字光合成（Digital Light Synthesis™ ,DLS）技术是福特采用的其中一种3D打印技术，使用的材料是EPX（环氧树脂）82。DLS技术是通过连续液体界面生产（CLIP）实现的。该工艺使用数字光投射，透氧光学元件和可编程液体树脂，制造出具有“优异机械性能，分辨率和表面光洁度”的零件。EPX（环氧树脂）82已通过了福特严格的性能标准测试，包括：室内风化，短期和长期热暴露，紫外线稳定性，流体和化学耐受性，易燃和雾测试等。

 3D科学谷Review

Carbon 的联合创始人兼CEO Joseph DeSimone 博士在谈及与福特的合作时曾表示，与福特的合作使他们获得更多的机会去推动数字化技术（3D打印）制造与注塑性能相当甚至是超越注塑性能的汽车零部件。

那么，3D打印与注塑竞争的可能性有多大呢？无疑，注塑工艺的优势在于大批量，而3D打印的优势在于小批量或者是用于非常复杂的设计。目前，要替代掉注塑工艺，3D打印的发展空间要么是小批量简单设计，要么是大批量非常复杂的设计。3D打印技术要想在小批量简单产品的生产工艺上取得一席之地，就需要在打印价格方面更便宜。3D打印技术要想在大批量复杂产品的生产工艺上获得比注塑工艺更大的优势就需要打印速度更快。

根据3D科学谷的市场观察，除了Carbon 的DLS技术，旨在与中小批量注塑技术展开竞争的3D打印技术还包括惠普的多射流熔融3D打印技术，voxeljet-维捷的高速烧结技术, EOS 即将投入市场的LaserProFusion技术，以及Evolve 的STEP技术。

不过，推动塑料3D打印技术进入生产领域的将不仅仅是设备厂商，材料方面像陶氏化学公司，巴斯夫，帝斯曼和沙特基础工业这些大企业一直在幕后研发他们用于3D打印领域的新材料技术。与福特建立塑料零件生产合作的Carbon 也拥有针对应用开发新材料的技术实力。

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深度了解3D打印与汽车制造技术的结合与发展趋势，敬请报名参加TCT与3D科学谷携手合作的AME论坛-创成式设计与增材制造为电动汽车提速。论坛上将由来自全世界范围内3D打印汽车应用领域的专家为您详细剖析3D打印技术在汽车领域尤其是电动汽车领域的发展现状与发展趋势，目前确定的专家来自Divergent 3D，吉利汽车，Conflux Technology热交换器，XEV电动汽车等公司。

报名参与论坛，请扫描本文章开篇图片上的二维码。

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