底特律——包括福特汽車和 Rivian Automotive 在內的汽車企業正在加大採用一種新的製造方式：3D打印。

製造商表示，這項技術有助於降低成本並提高速度。3D列印雖然已存在數十年，但在汽車行業卻越來越商品化，3D印表機被用於製造從車輛零部件和配件，到裝配工廠工具以及研發實驗室測試件等各種物品。

Rivian 增材製造負責人 Jared Beck 在底特律郊區參觀該汽車企業龐大的3D打印業務時對 CNBC 表示：「到了現在，我們別無選擇，只能擴大規模，並開始在 Rivian 的所有部門使用它。我們將讓整個公司都‘民主化’地使用3D打印。」

3D打印的優點

3D打印也稱為增材製造，它可以根据數字設計，通過逐層噴射材料來製造三維物體，類似於傳統打印機在紙上噴墨。不同之處在於，這些機器使用的是塑料、複合材料、陶瓷甚至金屬等多種材料，而不是墨水。

根據產品尺寸和所需材料的不同，打印機的價格從數百美元的愛好級設備到數十萬美元的專業設備不等。它們可以生產單個零件，也可以使用粉末和樹脂批量生產數百個小零件。

Rivian 表示，該公司已在中國3D打印設備上投入超過500萬美元，相關材料成本每年約為170萬美元。

Beck 表示，雖然成本不低，但這些機器通常在一年內就能回本。他認為，这项技術有助於降低供應商的工裝成本、簡化物流支出，並將零部件的生產時間從數週縮短到數天，甚至數小時。

「節省的金額已經達到數百萬美元，但對於 Rivian 来說，最重要的是速度，」 Beck 說。

這家純電動車公司的最新擴張包括新增可製造柔軟矽膠零件的機器，以及在位於伊利諾伊州諾默爾的工廠安裝一排設備，供員工按需打印零件。

「3D列印件應該讓每位工程師都能隨時取得，這樣他們就能盡快製作出零件並拿到手裡，」Beck說。

Rivian還將這項技術應用於電機模型的流體測試、製造工裝用的螺絲導向件和衝壓機嵌件，以及一些生產零件，包括用於填補早期車型縫隙的飾條。

通用汽車、福特

在福特及其同城競爭對手通用汽車等規模更大、歷史更悠久的車企中，也有類似的推進。兩家公司多年來一直使用3D打印，包括在大型裝配工廠中。

與 Rivian 在工廠內設置一整排 3D 列印設備不同，福特在旗下許多工廠都設有增材製造部門，用於生產並分配所需的零件。其中就包括在密歇根州迪爾伯恩總部附近、用於 F-150 皮卡生產的一臺新的 3D 列印零件自動售貨機。

福特機械工程師 Gregory Foresi 表示：「把自動售貨機放上去之後，所有組長都能使用。」他從2024年開始直到上個月一直負責福特該工廠的3D打印實驗室。「我們可以補充貨物，而不是讓一堆零件堆在實驗室裏。所以這非常重要。」

Foresi 使用了大约二十多台機器印製出數千件工具，其中一些是由員工設計的，例如扭力批頭套筒、引擎蓋頂升工具以及用於平滑膠粘劑的手動工具。

員工可以透過應用程式申請列印特定的汽車零件或工具。福特的3D列印團隊會協助開發這些零件，或決定下一步生產什麼，因為不同零件的加工時間可能從數小時到數天，甚至數週不等。

Foresi 表示，使用 3D 打印制造工具，能使汽車企業在需要時進行獨特設計，更快地獲得工具，而且在很多情況下成本更低。

福特還使用3D打印零件來幫助維持生產運作。例如，Foresi表示，裝配線生產需要一個大型加工輪，公司在供應商提供永久替代件之前，先使用3D打印製造了這個零件。

「它們的表現沒有那麼好，也不能算作是我們採購的那些零件的真正替代品，但它們讓工廠繼續運轉了，」Foresi說。

福特表示，預計到今年年底，3D實驗室將部署到23家以上的工廠。目前其3D打印項目擁有200多臺機器，公司稱，官方項目之外還有更多印表機在使用。

通用汽車除了在研發和工廠內部使用3D打印外，還將3D打印零件用於部分低產量產品。該公司最近還擴大了工業級3D打印機的使用，這類設備根據具體用途、培訓和認證情況，價格可達數十萬美元。

這家底特律汽車企業為其定製版的凱迪拉克 Celestiq 使用了 135 個 3D 打印組件，此外還為其高性能凱迪拉克 Blackwing 車輛使用了其他 3D 打印部件，包括手動換檔旋鈕上的一個獨特徽章。

3D打印公司Stratasys的汽车与出行業務全球高級總監Fadi Abro表示，通用汽車是企業如何“先標準化，再規模化”應用3D打印的一個很好例子。

「材料性能已經有顯著改善，因此應用場景也隨之改善，」他說，並指出該公司幾乎與所有主要汽車企業都有合作。「從產品角度來看，我們必須讓這項技術在經濟層面上變得更快、更容易獲得。」