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让我们看看一辆叫blade的跑车。 它从0加速到60英里只有2.5秒,拥有700马力。 而且,其高速完全不合法。 典型跑车的参数。

但是和跑车的相似之处也是如此。 blade只有1400磅( 635.04公斤),是典型的双座跑车重量的一半以下,而且其轻便的车架可以用少量的压缩天然气移动。 重要的是,它是用低功耗的3d打印技术制作的。 这是从硅谷的思维中诞生的产品,渴望改变世界。

刀片是旧金山汽车初创企业divergent技术首席执行官KevinCzinger梦想的产物。 czinger表示,经过长时间验证,即使与新的特斯拉model x等电动suv进行比较,3d打印的汽车刀片造成的环境损害也只有它们。 只要制造5000磅( 2268 )的suv,我们就可以摧毁这个行星。 czinger先生说,需要制造更轻便、更高效的车。


我一边仔细观察运货卡车排出的废气,一边认为那是需要处理的重大问题。 但是czinger主张,我们在对排气管的担忧上浪费了很多时间。 其实,应该重新审视整个制造流程。 从以前流传的由汽车造成的环境破坏中,燃料和行驶所占的份额如下。 这个数据来自czinger喜欢引用的2009年全国科学研究院的报告。 其他份额来自汽车的制造过程。 从地面悬挂所有金属,进行锻造、移动、切割、钻孔,同时冲压到底盘和面板上。

那份报告指出,电动汽车的制造是一个更有害的过程。 因为,与汽油驱动的车辆相比,电动汽车所需的能源和产生的排放量多20%。 虽然这些电池采用了钴和锂,但是这些金属的凝结和精炼需要越来越多的能量(在某些情况下,这些金属来自冲突地区)。 在电池的制造过程中,工人有可能吸入有毒气体,回收再利用也是一个复杂的事件。 再考虑一下车辆的使用寿命,特斯拉、树叶、volt看起来没那么绿色。

21世纪中期,地球可能会增加2亿5千万人。 占领路面,产生碳排放量的汽车也将增加一倍。 因此,毫不奇怪的是,谷歌和苹果这样的科技企业,以及一点点的初创企业,都提前发表了对自己未来交通的构想,而且,他们一般都会提到技术所拥有的环境和安全特征。

对kevin czinger来说,前方的道路变得明朗了。 他说,要大幅减少汽车排放的温室气体,杠杆支点显然是生产过程,需要大幅减少汽车设计和生产过程中消耗的材料、能源和资本价格。

目前,一些汽车公司正在试图重构汽车的完整制造流程。 czinger就是其中之一。 他们想用3d打印机制造汽车,碳排放量比以前传下来的生产线低了很多。 他们希望采用随时变化的设计,随时应用新的自动驾驶技术。 在这一过程中,他们创造了越来越多的就业机会,减少了交通死亡人数,同时也吸引了创造性的大爆炸,并试图大幅改善我们道路上行驶的车辆的多样性。

要全面理解他们的美好想法,就必须乐于做梦。 但这不仅仅是他们在吹牛。 目前,czinger正在发售3d打印刀片,而local motors的ceo jay rogers将于8月对企业刚设计的汽车进行道路测试。 历史表明,创造性的卓越过程就像热刀切奶油一样,必须通过领域中效率低下的部分。 rogers说。

要了解硅谷对抗底特律的新战况,必须回顾一切源头。


1909年,汽车时代的黎明,那个时候组装model t花了12个小时。 然后亨利·福特考虑了流线的概念,组装中的汽车从一个办事处搬到了下一个办事处。 1914年,福特生产线能在90分钟内组装出model t。 质量得到改善,价格下降,大众可以享受个人交通。 目前,美国热门的汽车,福特f-150皮卡,在永恒的金属、玻璃、塑料雾中流向工厂,年产80万辆。

这个节奏依赖于一个观念。 无论多么多复杂的制造过程,只要将其划分为简单且可重复的任务,它就能发挥很大的效率。 把这根铁棒焊接在那个嵌板上。 把这个灯安装在装置上。 把这个零件连接到那个十字路口。 下一个!

现代汽车一般有2万个独立部件,由一组精心编织的机器组装而成,每台机器都集中在一个功能上(加一点监督和服务的人)。 但是,从头开始建设汽车工厂需要5年,消耗10亿美元。 另外,要制造全新的汽车,光是工厂的改造就非常昂贵。 据估计,大众做这件事需要消耗约2亿美元。

这就是这些汽车公司想把握的机会。 他们开发了增材制造的工艺。 也就是说,由基础材料制作整个东西。 你可能见过3d打印的宝石和小装饰品。 这些项目是由markerbot打印的。 makerbot加热塑料线,像牙膏一样一张一张地挤出。


这个过程可以制造出许多复杂而非常美丽的结构,超过了以前流传下来的模具和手工雕刻的产品。 但是,要将3d打印应用于汽车工业,还需要有想象力的加拿大拖拉机设计师。 来自温尼伯的长胡子工程师jim kor被认为是第一个采用增材制造来制造汽车车身的人。

kor早就梦想着制造一种叫urbee的超高效、太空舱形式的汽车。 2007年,进步保险汽车x大奖出现的事件打动了他。 这是一场奖金1000万美元的竞赛,参加者需要制造一辆1加仑能行驶100英里的可批量生产的车。 根据农场机器的经验,kor带着过去的拖拉机设计闯入比赛,制作了60%比例的粘土模型。 他对模型进行了电子扫描。 以空气体动力学模拟为目的。 之后,他计划用手工从泡沫和木头上雕刻汽车车身,或者采用昂贵的数控车床。

但是,在与增材制造的先驱stratasys的工程们见面后,kor开始考虑采用常见的塑料abs 3d打印汽车车身。 这种材料广泛用于排水管、皮艇和汽车保险杠。 他说:“我看了一下斯特拉塔斯sys能做的零件的尺寸,就想试一下这个。 结果,印刷的abs面板完全适合车体。


虽然可以制造小型的、太空舱形式的汽车,但是如果3d打印真的能够发挥作用的话,就需要能够制造更大的汽车。


jay rogers和local motors应该出现了。 通过将众包带入汽车设计,rogers开始渴望汽车的制造流程。 他的企业车噪音极大,是末期风(但是可以合法上路)的肌肉车,名叫rally fighter。 这辆车是500名志愿者在线合作的成果。 从车的样式到悬架,他们设计了所有的东西。 rogers和小团队的汽车工程师告诉大家汽车需要前灯面罩,团队会评价大家的反映。

是一个叫做“微型工厂”的小办公室,汽车一辆接一辆地组装着。 在凤凰城4万平方英尺的微型工厂,看起来像车库、工厂、教室的混合物。 汽车由机械工程师团队组装,汽车未来的买家也会来帮助。 这种劳力和工匠式的工作方法意味着微型工厂每年只能生产100辆rally fighters,一辆汽车的售价为10万美元。 local motors表示,将在凤凰工厂外的knoxville开放另一家微型工厂。 今后5年内,将建设50多个微型工厂和小型实验室。


rogers认识到,3d打印可以逐渐提高生产速度,降低生产。 为此,rogers于年开始制造第一辆叫做strati的实验性3d打印汽车。 他的合作者包括田纳西的橡树岭国家实验室和工具制造企业辛辛那提股份有限公司。 辛辛那提企业开发了大面积增材制造( baam )这一技术。 类似于家用3d打印机的技术。 溶解abs塑料,但是将碳纤维剪短以提高材料的强度,然后精密冲压该层。 但是,makerbot只能打印桌面装饰,而baam可以打印20英尺高、9英尺宽、6英尺长的物品。 足以一次性打印整个strati。


增材制造过程让我们将多个东西融合在一个零件上,橡树岭国家实验室制造系统研究组的主管lonnie love说。 许多汽车由两万多个零件组成,我们把数量减少到了大约五十个。 车身印刷后,电机、电池、车轮、灯光、座位、控制器等剩下的零件大多用以前流传的方法制造,可以迅速手工添加到车上。

有了经验之后,他们的汽车制造流程更快了。 当能源部决定在橡树岭国家研究所制造新汽车时,love和团队设计并印刷了纯电动汽车,并从经典的shelby cobra跑车中复刻。 他们只花了六个星期。 love说:“从印刷车的计划到成为能行驶的车,花了6个月。 这是从未听说过的事件。 六个月的时间很疯狂。

的印刷过程也在加速。 从年夏天开始每小时注入10磅原材料,6天完成一台strati的印刷,进步到每小时注入40磅原材料,一台strati只需要2天就可以印刷了。 一年后,大规模的增材制造技术能够以每小时近100磅的效率印刷,不足7小时就能够生产汽车。


印刷汽车的速度越快,价格就越低。 一台大面积增材生产3d打印机的价格为50万美元,每小时运行价格约为100美元。 500磅,每磅加入4美元的碳纤维增强热塑料,橡树岭国家实验室可以将一条谢尔比眼镜蛇的印刷价格控制在3000美元以内。 (作者注:购买轮胎、座椅、传动系统、优质复古涂装还需要付费。 用以前流传的方法制造的复刻版cobra超过4万美元。


divergent采用不同的增材制造技术制造blade超级跑车。 czinger认为,像strati这样使用abs印刷整个外部车身生产的汽车非常笨重。 作为替代方案,divergent将碳纤维管和3d打印的金属支架(称为节点)组合在一起,制造刀片的内部框架。

强力光束将金属粉末烧结成定制的形态,形成节点,用手工将碳纤维管结合在一起。 divergent主张,多亏了节点和碳管展现出的强度和碰撞保护,车身外部面板几乎可以用任何轻质材料、甚至纸张制作。

czinger说,通过简单地更改软件,可以用同一台机器打印跑车和卡车。 这些结构可以通过模块化的方法非常迅速地组合在一起,从双人跑车到皮卡车,任何一种形态的制作都只需要金属加工和冲压所需价格的一小部分。


divergent从明年开始接到blade的订单,希望尽快在年内交货录用。 local motors同样雄心勃勃,本月早些时候首款3d打印量产车lm3d宣布,将于年早些时候上市,售价约5.3万美元。

love和shelby cobra的缘分给他了一个启发: local motors比他们意识到的要革命性。 他们不仅在消灭汽车制造设施,还在彻底改变整个供应链。 据love称,一家汽车经销商的平均价格为数百万美元,和local motors位于凤凰城的小工厂一样。 为什么不把这两个结合起来? 一个顾客可能会进入工厂,和工程师坐下来设计车,然后在接下来的几天里完成印刷。


渴望一个完全全球化的9万亿美元的百年领域是很危险的。 汽车重量从5000磅降到1400磅带来的重大安全问题还没有出现。 提高3d打印的规模化和效率水平,不仅是小规模的炫耀创意,也是未处理的问题。 没有人能明确大规模的3d打印是否比现在的技术更真正环保。 (以激光烧结为例,该技术消耗的能量是批量生产铝材的40倍。 的汽车制造商迅速更新产品,也可能会带来监管挑战。

我有一个构想。 正在从附近的打印机设计自己的下一辆车。 在向mark stevens说明其构想时,这位就职于密歇根非营利汽车研究中心的生产专家放声大笑。 他说。 “你根据需要要印刷车,这在我们的一生中是不可能实现的。 那个问题是这样的制造方法能有什么样的规模。 他们印刷一辆汽车,用以前流传下来的生产线可以制造100辆汽车。

divergent的kevin czinger承认,我们的大课题是汽车制造商和我们一起努力。 他希望明年与一家主要汽车制造商签署联合开发协议,开发比blade更主流的新型汽车,一年内销售10000辆。

urbee jim kor的小型个体高速交通系统在这里将非常有建设性。 那家中小企业没赶上x prize比赛的截止日期,之后只好放弃了这场比赛。 他实际完成urbee时,这辆电动/乙醇混合动力的两辆小车超过了x prize的目标,高速公路的续航距离达到了200 mpg。 x prize的主办方很佩服他,推动了kor开设企业。 遗憾的是,在持续寻求一年的融资后,他没能筹集到所需的资金。 kor现在认为可以发售urbee的好方法是允许其他制造商采用他的设计。

另外,local motors的jay rogers希望模仿苹果新的iphone升级计划,让客户为采用新手机支付固定的月费。 我们很快就会改变这些设备。 如果你不让顾客觉得你有这些产品的话,可能会是更好的方法。 他说。 我想成为向顾客开放购买路上行驶的自动驾驶车的第一人。 我下个月有新的传感器,想让我的车更好; 我下个月还想升级电池,当然有很多零件可以升级。

这种模式有一个非常明显的问题。 尽管增材制造能够缩短生产时间,减少排放量和价格,消灭重型机械,但不能将汽车缩小为软件。 它是一个人成长起来的实体,必须多年高效安全地运营。 如果雨刮器发生故障,设计有缺陷的电池过热,ota更新将无法处理这些问题。

像local motors这样的小规模分散企业怎么开发自动驾驶系统这样多种多样的东西,让这个系统在一系列的汽车中完美地发挥作用呢? 毕竟没有完全一样的车。 果然,rogers提议从大众的层面考虑。 他说:“如果我把我的早期版本的车给了100个社区的顾客,向他们提出挑战,帮助他们更快地进行我的开发呢? 。 我们教社区的人们,以waze和谷歌地图竞争开发交通避障软件的速度开发碰撞预防系统。

作为回报,客户可以获得游戏化的奖励,如积分和提前购买新车的机会等。 如果这辆车卖得好,尽管rogers主张引入维基百科规则而不是谷歌资金,也有可能获得报酬。 我们为你感到自豪。

政府监管部门如何应对基于维基百科思想开发汽车软件的行为还没有进行研究。 lonnie love认为许多公司需要处理另一个问题。 你无法预测如何制造个性化的汽车,保证所有的汽车都是安全的,什么时候会实现。 可能需要五年,也可能要等五十年。

但是,如果这个模式中有让硅谷感兴趣的事件,那就是从小型廉价的东西开始,激怒监管部门,利用大众的力量。 目前,建设汽车工厂是跨国公司耗资数十亿美元、耗费十年时间的重要决定。 将来开设2000万美元规模的小工厂,可能需要创新的汽车设计、几家公司和巨额的银行贷款。 汽车制造非常本土化,就像小底特律一样,可以简单地满足当地的诉求。

rogers认为,在大型汽车制造商产品线之间的利基市场做生意不是限制,而是自由。 在一家小工厂每年制造数千辆汽车已成为非常有意义的事件。 因为如果能赚钱,让顾客买那样的车,就能吸引很多顾客。

以前流传下来的汽车制造商慢慢意识到了3d打印的利益。 是为了代替早就用工厂的工具和高价稀有金属制作的固定器具。 多年来,奔驰、凯迪拉克、雷克萨斯等企业品牌悄然开发了自适应巡航控制和车道偏离警报等自动驾驶系统,但其风头却被谷歌和特斯拉的自动驾驶车项目夺走了。 汽车领域一定不想再次落后。

而且,增材制造也在以硅谷的速度进步。 在3d打印技术的效率、价格、功耗控制持续快速发展的情况下,如果新的软件开发工具能够使设计和测试更加民主化,如果监管部门和公众还有很多接受下一个汽车多样化的寒武纪爆发,结果将是史诗级的。

3d打印汽车的粉丝多次强调了增材制造比以前流传的做法更节能这一有趣的论点。 光是这一变化就能促进这项技术的应用,但其效益并不仅仅是那么差。 创新的进步可以弥补生产效率的低下。 在kickstarter上看众包车可能只是时间问题。 love先生说:“我认为整个领域能够以急速的交通变革为中心进行建设,这就是革命。

本文翻译自medium,原文标题whyyournextcarshouldbe 3d打印。 作者mark harris,该文案通过divergent企业、local motors企业、jim kor等人的经验探讨了3d打印汽车的特点、可能性,以及未来的快速发展趋势。 爱范儿积木,麦鼈琪翻译制。

标题:“还想靠电动车拯救地球环境?3D 打印或许更加值得尝试”

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