Rivian、福特和通用汽车借3D打印降低生产成本

底特律——包括福特汽车和Rivian Automotive在内的汽车制造商正在拥抱一种新型生产线：3D打印。

制造商表示，这有助于他们降低成本、提高速度。这项技术已经存在了几十年，但在汽车行业中正变得越来越普及，3D打印机被用于制造各种东西，从车辆零部件和配件，到装配工厂的工具，再到研发实验室的测试单元。

“到了这个阶段，我们别无选择，只能扩大规模，并开始在Rivian的所有部门中使用它，”Rivian增材制造负责人Jared Beck在参观该公司位于底特律郊区的大规模3D打印业务时对CNBC表示。“我们将让3D打印惠及整个公司。”

3D打印也称为增材制造，可以通过逐层分配材料，从数字设计创建三维物体，就像传统打印机用墨水在纸上打印一样。机器使用的不是墨水，而是各种材料，如塑料、复合材料、陶瓷甚至金属。

打印机的价格从几百美元的业余设备到数十万美元的专业设备不等，取决于所生产产品的尺寸和所需材料。它们可以使用粉末和树脂生产单个零件，也可以批量生产数百个较小的零件。

Rivian表示，该公司已在3D打印设备上花费超过500万美元，相关运营的材料成本增至每年约170万美元。

Beck表示，尽管成本不菲，但这些机器通常能在一年内收回成本。他说，这项技术有助于降低供应商的工具成本、精简物流费用，并将零部件的生产时间从数周缩短到数天，甚至数小时。

“节省的金额确实高达数百万美元，但对Rivian来说，最关键的是速度，”Beck说。

这家全电动汽车公司最新的3D打印扩张举措包括：新增能够制造柔性硅胶零件的机器，以及在其伊利诺伊州Normal工厂安装一组机器，供员工按需打印零件。

“每个工程师都应该能够随时使用3D打印，以便他们能尽快做出零件并拿到手中，”Beck说。

Rivian还将这项技术用于流体测试的电机模型、制造工装用的螺旋导件和冲压机嵌件，以及一些生产零件，包括用于填补早期某些车型间隙的装饰件。

规模更大、历史更悠久的汽车制造商，如福特及其同城竞争对手通用汽车，也在推进类似举措。这些公司多年来一直使用3D打印，包括在其大型装配工厂中。

与Rivian那样设有一组3D打印机不同，福特在许多工厂设有增材制造部门，以生产和分发所需零件。这包括在其密歇根州迪尔伯恩总部附近的一台新自动售货机，用于为F-150皮卡的生产提供3D打印零件。

“通过设置这台自动售货机，所有团队负责人都能取用，”福特机械工程师Gregory Foresi说。他从2024年起至上个月负责管理福特该工厂的3D打印实验室。“我们能够保持机器补货充足，而不是让一堆零件散落在实验室里。所以这意义重大。”

Foresi使用大约二十多台机器打印了数千个工具，其中一些由员工设计，如扭矩钻头套筒、引擎盖撑杆和用于抹平胶粘剂的手动工具。

员工可以使用应用程序请求打印特定的汽车零件或工具。福特的3D打印团队帮助开发这些零件，或决定接下来生产什么，因为制造不同零件的加工时间从数小时到数天不等，甚至可能长达数周。

Foresi说，使用3D打印制造工具使这家汽车制造商能够在需要时以独特方式设计工具、更快地获得工具，并且在许多情况下以更低的成本获得。

福特还使用3D打印零件来帮助维持生产运行。例如，Foresi说，维持装配线生产需要一个大型加工轮，公司能够3D打印该零件，直到供应商提供永久替代品。

“它们的性能不如原装件，也并不能真正替代我们采购的那些零件，但它们让工厂保持了运转，”Foresi说。

福特表示，预计到今年年底将在超过23家工厂部署3D实验室。该公司称，其当前的3D打印项目拥有200多台机器，官方项目之外还有额外的打印机。

通用汽车除了在研发和工厂内部使用3D打印零件外，还将其用于一些低产量产品，包括最近扩大了工业级Stratasys打印机的使用，这些打印机根据使用场景、培训和认证情况，价格可能高达数十万美元。

这家底特律汽车制造商为其定制款凯迪拉克Celestiq使用了135个3D打印组件，还为高性能凯迪拉克Blackwing轿车使用了其他组件，包括手动换挡杆球头上的独特徽章。

3D打印公司Stratasys的汽车与出行全球高级总监Fadi Abro表示，通用汽车是企业如何“标准化并规模化”3D打印的绝佳范例。

“材料性能大幅提升，用例也随之改善，”他说，并指出该公司几乎与所有主要汽车制造商都有合作。“从产品角度来看，我们必须让这项技术在经济效益上变得更快、更易获取。”