增材制造在电动汽车市场发挥积极作用

近年来，全球电动汽车市场发展迅猛。下面的一些数据或许能反映出当前的真实情况。2022年第一季度，电动和混合动力车型占法国新车销量的40%，而汽油车型占38.3%。由IEA发布的Global EV Outlook 2021报告中显示，未来7年内预计将有大约350款新型电动汽车投入到全球汽车市场。到2030年全球几乎80%的新车销量将是电动汽车。

增材制造在电动车发展的历程中究竟扮演着怎样的角色？最近，两位不同的演讲者发表了了各自的观点和看法。Autodesk制造平台战略主管Alex Stern和PixMoving首席产品官Matteo Barale发表了题为“电动汽车3D打印：从电气化革命中发现设计自由和大规模定制”的演讲。

HP公司解决方案架构师Aaron DeLong和3D应用工程师Wes Kramer以及Gonzalez公司的首席工程师Wagon Wills发表了题为“电动汽车3D打印：用增材制造解决加速电动汽车时间表”的演讲。

根据计算机械协会的数据，到2030年电动汽车销量将占新车销量的近80%。这一比例代表全电动汽车，届时天然气和混合动力汽车都将出现下降

增材制造对电动汽车生产的影响

对于任何汽车制造商来说，尤其是那些为内燃机汽车建立了概念、工具和生产线的汽车制造商，以上的预测代表了一个积极的时间表。在全球供应链问题持续影响下，增材制造可以发挥自身的优势作用。利用增材制造的优势，汽车制造商可以通过有形的迭代进行工作。

DeLong表示，“我们可以用工程材料来做并符合材料规格。我们还可以使用有限元分析（FEA）和计算流体力学（CFD）等工具从增材制造方面预测从注塑成型中获得什么。如果我们了解增材制造的材料组，就可以预测增材制造的失效模式是否与注塑件的失效模式一致。”

DeLong通过几个气流器示例进一步强调了增材制造对电动汽车行业的影响，包括重新设计分流器以优化可扩展电动汽车电池平台的冷却。通过拓扑优化和增材制造的零件将设计时间缩短50%，压降降低47%。

优化的零部件和缩短的生产时间都对电动汽车制造商产生重大影响。但电动汽车的潜力以及增材制造的作用也超出了实际问题。Stern和Barale的演讲清楚地表明，如果汽车的未来是电动，那么电动的未来就是无限的乘客体验。

重新思考乘客体验

电动汽车通常建立在一个称为滑板底盘的平板平台上，该底盘装有电池和电机。Stern解释说，电动传动系统正朝着标准化的方向发展，但这并不意味着所有电动汽车看起来都一样，甚至可以满足同样的需求。

PixMoving的Ultra Skateboard底盘是电动汽车如何为设计自由和优化乘客体验打开大门的一个例子

Stern表示：“当然，标准化的优点就是成本低、质量高，以及大规模生产带来的一切，但这也是相对模块化的。你可以稍微改变这个平台架构并在上面构建不同类型的车辆。”想象一下，不同的车型却使用了相同的平台。相对来说，电动汽车比传统汽车更容易做到这一点，因为电动汽车面临的包装问题更少，总体设计也不受工程驱动。

电动汽车和自动驾驶

尽管广泛的自动驾驶技术目前还没有大规模的应用。但具有前瞻性的汽车制造商正在考虑驾驶员可以在自动驾驶模式下做一些其他事情。Stern将未来的驾驶座比作飞机上的商务舱座椅，将车辆比作车轮上的智能手机。传统的车辆设计，将无法满足和解决未来更多的功能需求。他预测，在自动驾驶电动汽车方面，由于拥有如此多的内饰定制潜力，大批量生产可能会落后于小批量生产。

小批量生产将需要不同的制造环境，为此PixMoving公司已经建立了一个车间。Barale将环境描述为一个由自动化和3D打印技术组成的灵活工厂，与传统的汽车装配线相比，占地面积更小，污染更少。

这种工厂风格的好处是其分布式制造领域的潜力，事实证明增材制造可以在这一领域取得成功。Stern解释说，这些更小、更清洁的工厂能更容易融入城市环境，使车辆更靠近客户居住的地方，减少了可能的供应链复杂性。