论汽车制造与维修对3D打印技术的应用

论汽车制造与维修对3D打印技术的应用

摘要：随着我国汽车保有量的不断增加，汽车制造产业也得到了快速的发展，

如何将新型的工艺与技术应用于汽车制造与维修中已经成为相关企业十分重要的

研究课题之一。对于汽车维修企业来说，谋求长远发展的关键就在于为用户提供

高效、快速的服务。。3D打印属于快速成型的一种技术，它主要是依赖于数字模型文件，运用粉末状态的金属或者塑料来作为原料，通过打印的方式来制备一些

构件的过程。3D打印的用途是相当广泛的，一般会被应用到模具制造、工业设计等领域，继而随着3D打印的发展其逐渐被用于一些产品的直接制造。本文分析

了汽车制造与维修对3D打印技术的应用。

关键词：汽车；制造维修；3D打印技术；应用；

在我国城乡居民生活质量不断提升的大背景下，消费者对于汽车产品的舒适

性与安全性也提出了越来越高的要求，在经济条件允许的情况下也尽可能选择进

口高端车型，然而这种汽车产品的购买方式对于后期的维护也造成了一定程度的

不便利性。国外高端进口车维修价格昂贵、维修时间长。对于我国的汽车维修业

的服务质量也提出了很高的要求。为了满足消费者的服务需求，汽车维修企业需

要进一步引入先进的技术手段，强化服务质量，解决高端进口车在维修方面长期

存在的困难。

1 概述

在对汽车进行研发和制造的过程中需要制作数量庞大的零部运样件，要制作

这些零部样件往往需要较长的制作周期。然而为了在市场竞争中脱颖而出，汽车

企业致力于不断缩短汽车的开发周期，为了实现这一目的，可以积极应用3D 打

印技术。使用3D 打印技术来制造汽车零部件，能够节约20%的成本，缩短40%

的开发周期。可以使用金属激光烧结三维打印技术，对金属样件进行打印，选择

钴铬钼合金、钛合金、铝合金、不锈钢等作为3D 打印的原材料，简化了加工过程，同时具有高效率、低成本的特点。与以往所采用的模具加工技术不同，3D 打印技术的应用基于3D 数字模型，通过可黏合材料结合逐层打印技术形成物体，

该技术的实现主要通过SLS、SLA、FDM 以及DP 等主流手段，能够根据固态成型

与原材料的差异进行区分。在具体的应用环节中，需要事先组建一个专门的数学

模型，通过软件工程技术对模型进行离散处理，产生所有不同截面的轮廓线，以

3D 分层打印的方式进行最终的堆积处理。在汽车维修过程中，需要依照不同的生产要求与材料性质有针对性地制定3D 成型方案。3D 技术的应用场景十分广阔，

不存在对于环境温度、温度、化学性质的特殊要求，形成速度快速，生成成本低。同时，应用3D 打印技术能够进一步对生产制造流程进行简化。在现代化生产个

性化时代，消费者越来越注重定制化消费体验，通过3D打印技术能够依照消费

者的要求制造各种不同外形特点的模型。对于汽车维修领域来说，3D 打印技术是未来一段时间内该行业必然的发展方向。

2 汽车制造与维修对3D打印技术的应用

1.在日常生活中，为了满足不同消费者的需求，高端或新款车型频出。然而，受制于资金、市场等诸多因素，很多4S店很难保证配件齐全。而且，少量复杂

先进车型由于保有量少，开发相关模具会造成极大的浪费，还会增加零部件成本，所以难以实现量产。零部件稀缺给汽车维修造成了很大难度，还可能导致企业失

去客户。现阶段，我国尚未规定私人机动车报废年限，只要年检合格，使用几十

年都完全可能。但是，相比之下，汽车更新换代速度加快，厂家也不再生产下线

车的零配件，老车难修成为了普遍现象。而3D技术在汽车维修领域中的应用则

很轻松地解决了这一系列难题。汽车维修厂只要在零部件生产加工数据和三维数

字模型文件保存完整的条件下，就可以利用3D打印技术直接调取使用。如此，

不仅降低了汽车维修厂的投入成本，还有效解决了老车难修的问题，对提高服务

速率和质量意义重大，能够最大限度地满足不同客户的需求。除此之外，汽车维

修过程中常常还会用到特殊工具。由于工具量少、购买困难，很多从业人员不得

已要自己制造，精度难以得到有效保障，给作业造成了诸多不便。假如应用3D

打印技术，则可以按照相应零部件的数据参数，精准地打印特殊工具。如此，既

有利于汽车维修服务实效提升，还有利于新维修方法及工具的推广。

2.零件打印。据汽车维修实践调查发现，更换零部件是最常见的维修方式。

在特殊时期，汽车维修中一旦出现零部件短缺的问题，就可以利用3D打印技术

进行解决。尤其对高分子材料的零件加工而言，3D打印技术应用的优势无可比拟。出于对知识产权保护等方面因素的考虑，汽车维修企业很难从厂商处获得原始、

现成的数字模型。因此，很多汽车维修企业更乐于采用实物扫描的方式进行建模。所谓的事物扫描是指通过数字化扫描设备对实物进行红外线扫描，并以此获得三

维数字模型的技术。为保证零件打印精读，需要对实物扫描过程中出现的细小缺

失进行修复，进而进行切片。一般情况下，实物数字化扫描设备可分为接触式和

非接触式两类。其中，非接触式实物数字化扫描设备又可分为激光三维扫描仪和

拍照式三维扫描仪。拍照式三维扫描仪最常见于汽车维修领域，表现出了高寿命、高精度、高效率等优势。以汽车后视镜的打印为例，它的主要构成材料为高分子ABS，对表面粗糙度要求不高，却要求降低成本。值得注意的是，应用DMLS打

印技术制造的零配件无法直接装配到汽车上，需要进行一定的处理后，进而获取

与传统生产相同的零件。3D打印技术在汽车配件制造中的应用，对企业及个人都大有裨益，因此应该得到推广。

3.工具打印。考虑到汽车维修工具特殊的尺寸或形状要求，其3D打印主要采

用三维数字扫描等逆向技术。以扳手的3D打印为例，汽车维修企业需要通过三

维扫描设备创建数字模型，并利用RroE进行切片处理。在此过程中，要注意保证切片与轮毂相同。具体而言，可选用3DP打印技术，在确定作业尺寸之后，由高

性能复合材料堆积成型。在扳手打印成型时，工作人员可以按照实际使用需求设

定厚度，确保误差控制在0.089～0.102毫米范围内。而打印设备的摄像头应该分

别选择彩色和单色两个。如此在确保各项信息数据准确的情况下，进行汽车维修

工具打印。对于某些汽车维修工具打印而言，其要求精度非常高，对制造的精细

程度也有不同要求。对此，汽车维修企业应该有选择性地应用3D打印技术，以

保证此项工作实效。3D打印技术作为一项新型技术，虽然操作简便、快捷，但是依然对工作人员的专业素质提出了较高要求。因此，汽车维修企业应该积极引进

3D打印技术及相关设备，通过培训等方式，丰富工作人员的操作知识和经验，树立他们良好的责任意识和创新意识，并督促其应用于工作实践。在专业人才的支

持下，3D打印技术在汽车维修领域中的应用将更加顺畅，尤其创造的经济价值更加显著。因此可以用3D打印技术来制造其实维修工具，从而满足特殊汽车的维

修需求。汽车维修店或4s店只需进行三维建模和模型切片，并且配备合适的3D

打印设备，根据实际需要确定打印的参数，即可在较短的时间内获得所需的维修

工具。

当前我国已经进入到社会经济发展的关键时期，汽车作为一种现代生活必不

可少的交通工具，对于人们出行的便利性有着十分重要的意义。在汽车长期投入