3D打印汽车行业白皮书

13D打印与汽车行业白皮书.20153D科学谷©2015,3D科学谷©2015,上海产业技术研究院不经许可的翻印是严格禁止的本书所出现的数据及其他信息的解释权属于艾溪企业营销策划（上海）有限公司封面图片来源：JAGUAR23D打印与汽车行业白皮书.2015特别顾问：张培志教授级高级工程师/3D打印中心主任/粉体材料事业部主任上海材料研究所刘义强博士软件研发经理欧特克中国研究院孟诚产品经理香港瑞丰先进制造技术有限公司3©2015,3D科学谷©2015,上海产业技术研究院不经许可的翻印是严格禁止的本书所出现的数据及其他信息的解释权属于艾溪企业营销策划（上海）有限公司本书发行为公益类非盈利目的，部分内容来源于海外资料翻译及互联网公开资料，不具任何商业模式或商业行为的参考依据，若因本书而做出的商业行为，与本书出版人无关。随着世界第一款3D打印汽车－Urbee2在2013年正式推出，以及2014年芝加哥机床展会期间打印出来的Strati行驶到大街上，再到法拉利和兰博基尼，以及阿古斯塔和杜卡迪等顶级豪车开始逐渐使用3D打印技术实现私人化定制，3D打印技术已经深度与汽车产业结合。汽车产业是一个庞大的生态群，其产业的发展对于推动整个3D打印行业的发展都有至关重要的作用。环顾传统制造业的发展历史，我们看到汽车业在欧洲最发达的时期也是传统金属切削机床技术创新最旺盛的时期，各种加工技术层出不穷，汽车巨头与机床厂商一起想象未来技术，突破技术瓶颈。伴随着3D打印技术在汽车的造型评审、设计验证、复杂结构零件、轻量化结构零件、定制化工装、个性零件等领域的应用逐渐深入，3D打印厂商与汽车厂商的合作越来越紧密，这一合作势必会推动汽车业的发展，同时反哺3D打印行业的技术创新。《3D打印与汽车行业白皮书》由上海产业技术研究院与3D科学谷联合出版，旨在为行业深入解读3D打印技术生态圈对汽车产业的深刻影响。并通过大量的行业领军企业在汽车行业的应用案例来揭开3D打印行业的神秘面纱，让更多的企业了解和重视3D打印的价值。出版目的3D打印与汽车行业白皮书发展趋势行业状态领先应用创新理念王晓燕[e-mail]3D科学谷行业分析师周伟民博士[e-mail]上海产研院4《3D打印与汽车行业白皮书》前言周晓川近年来，3D打印的概念越来越多的走进人们的视线，这种技术也越来越多地用于包括汽车行业在内的各个领域。然而我们生活在一个信息过剩的世界，各种信息不断重复的涌入人们的视线，再加上3D打印的概念跨度大，从食品打印，到生物打印，再到工业打印，过于繁杂的信息使得大家对3D打印的庐山真面目并不是十分清楚。然而，正当很多人对3D打印技术报以观望态度的同时，3D打印技术本身却又不断突破原有技术，往更高精尖的方向发展。恒进展览深耕于汽车制造业10余年，通过AMTS汽车制造技术与材料展会以及AMC汽车制造专业技术会议，向高速发展的中国市场展示国际上领先的技术和发展趋势，推动先进应用技术与产业的结合。在与汽车业用户打交道的过程中，我们看到3D打印技术在汽车行业的应用技术优势是十分明显的，包括复杂形状和结构的部件、新材料的组合、增进汽车轻量化以及优化汽车设计等方面。3D打印在汽车领域的应用从简单的概念模型到功能型原型朝着更多的功能部件方向发展，渗透到发动机等核心零部件领域的设计。而据普华永道公司的一项调研显示，在100多个受调查制造企业中，三分之二的企业分别在不同程度使用3D打印技术。一方面是市场信息的不对称，大家对3D打印技术的了解停留于泛泛的阶段，一方面是3D打印技术正在日新月异的发展，其技术成果可以帮助汽车企业打造独特的竞争优势。恒进展览很高兴看到3D科学谷和上海产研院联合出版《3D打印与汽车行业白皮书》这一举措，为所有的汽车行业用户提供了极其有价值的针对性很强的信息。5正如3D科学谷和上海产研院联合出版的《3D打印与汽车行业白皮书》里提到的，很多厂家在例如汽车仪表盘、动力保护罩、装饰件、水箱、车灯配件、油管、进气管路、进气歧管等零件的研发阶段纷纷使用3D打印技术，奥迪、宝马、奔驰、美洲豹、通用、大众、丰田、保时捷......等等，都在使用3D打印技术。下一代的汽车技术正朝着更经济的燃油性能、性能更佳的零部件以及有利于产品差异化的产品特征方向发展。基础快速原型、分布式思想的产生、先进的成型与探索、快速制造和工具制造是3D打印技术与汽车工业逐渐走向深度结合的路线图。3D打印技术不仅值得关注，更值得重视。我们相信在工信部推出《中国制造2025》之际，整个国家倡导坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国的大背景下，随着汽车企业对3D打印技术的了解加深，3D打印技术在汽车制造领域的应用会更加精彩。恒进展览携手3D科学谷在2015AMTS展会上专设3D打印专区，届时，3D打印专区展商将展示他们在汽车造型评审、设计验证、复杂结构零件、多材料复合零件、轻量化结构零件、定制专用工装、售后个性换装件等方面的应用方案。同期还将举行3D打印在汽车制造业解决方案高峰论坛，让我们携手共同推动中国汽车制造业的发展。周晓川总经理恒进展览6《3D打印与汽车行业白皮书》前言王联凤博士随着时代科技的进步，人类的生产生活方式逐渐与现代化科技接轨，3D打印（增材制造）高科技技术，开启了高科技技术通往现代化生活的大门。3D打印智能科技联合汽车产业发展即将成为一股飞速发展的力量。当前3D打印技术已经从研发转向产业化应用，其与信息网络技术的深度结合，未来将会给传统制造业带来变革性的影响，也必将给人类的生产生活带来深远影响。提起3D打印，人们很容易联想到打印人偶，食物以及建筑物，然而工业才是3D打印技术最大的应用领域，汽车制造是过去近三十年来3D打印成长和发展的主要驱动力。3D打印技术对于汽车而言能更好的缩短设计与研发过程，将设计师的想法更快速的转化为现实产品，可以利用3D打印技术来改善制造环节，缩短研发生产时间，加速开发新型产品及定制概念车。根据SMARTECHMARKETPUBLISHING出版的一份新报告，汽车业将继续引领3D打印在未来几年的发展，到2019年全球的汽车产业将为3D打印行业带来11亿美元的市场机会。为了加快3D打印技术发展的脚步，尽快形成产业化规模，我国政府顺应世界3D打印技术的潮流，制定了《国家增材制造发展推进计划》，这对于推进我国制造业转型升级具有重要意义，也使我国3D打印发展规模化迈出实质性的步伐！本《3D打印与汽车行业白皮书》从3D打印与汽车、打印在汽车行业中的应用领域、打印机、打印材料、快速原型与产品开发、软件及3D打印企业财务状况及名录等七个方面介绍了3D打印与汽车行业的发展趋势及行业状态。另外，白皮书中介绍的领先应用及创新理念，对业界具有很好的参考价值。73D打印汽车真正的实现定制化并将其规模化、商业化还有很长的路要走，但我们也能看到3D打印给汽车产业生产的发展带来了积极的影响，我们坚信3D打印与汽车行业的相互融合渗透，将为彼此带来新的灵感和崭新的发展前景！3D打印之路固然漫长，但是科技面前不怕路远。所谓有志始知蓬莱近，无为总觉咫尺远，而雄心壮志就是茫茫黑夜中得北斗星！我们坚信3D打印技术将在新的科技创新下开启汽车产业新浪潮。请紧随此白皮书编写者得步履一起用科学之眼去探索，攀登新科技创新产业梦想之巅！王联凤博士上海3D打印产业联盟理事长上海航天设备制造总厂研究室主任8一、3D打印与汽车1.13D打印技术1.23D打印的发展趋势1.33D打印在汽车工业领域的战略启示1.43D打印在汽车领域的应用历史-第一款3D打印汽车——URBEE2-芝加哥机床展期间打印的STRATI-豪华跑车私人定制的时代即将到来-亚琛工业大学3D打印电动车-开源3D打印汽车OSVECHICLE-EDAG新款3D打印超轻概念车-ORNL接近完美3D打印经典款超跑SHELBYCOBRA1.53D打印与汽车制造业1.6未来在汽车领域的发展道路1.73D打印在汽车领域的发展前景二、3D打印在汽车中的应用领域3D打印技术对汽车行业的影响2.1造型评审-从轮毂到进气格栅：宾利通过3D打印提升汽车设计水平2.2设计验证-3D打印技术用于MOTION超级跑车的辅助开发2.3复杂结构零件-3D打印技术助模具制造商优化汽车零件生产工艺-捷豹路虎利用3D打印技术制作汽车原型2.4轻量化结构零件-沃尔沃、宝马利用3D打印技术打印碳纤维材料-兰博基尼利用3D打印技术打印碳纤维材料内容发展趋势行业状态领先应用创新理念92.5定制专用工装-宝马利用3D打印技术打印行李箱盖安装工装2.63D打印个性化零件-概念车-售后个性定制-3D打印与赛车三、3D打印机3.1EOS3.2上海航天科技集团成功研制SLM3D打印机3.3华科三维3.43DSYSTEMS3.5华曙高科3.6REALIZER激光熔融技术3.7SLMSolutions激光熔融技术3.8雷尼绍SLM技术3.9OPTOMEC3.10DDMSYSTEMS3.11STRATASYS3.12DMGMORI3.13MAZAK3.14EXONE3.15VOXELJET3.16BAAM四、3D打印材料上海材料研究所4.1塑料－赢创－索维尔－DSM－IMPOSSIBLEOBJECTS4.2金属－NANOSTEEL－SANDVIK－LPW－HOGANAS10－AP&C－METALYSIS－石墨烯五、快速原型与产品开发5.1上海产业技术研究院5.2快速制造国家工程研究中心5.3上海托能斯5.4瑞明工业股份快速制造中心5.5杭州先临三维5.6成都三鼎日新激光科技5.7光韵达六、软件及其他6.1SOLIDWORKS6.2DELCAM6.3MATERIALISE6.4AUTODESK6.5APP6.6ADOBE6.7AUTODESKSPARK6.9I.MATERIALISE七、3D打印企业财务状况及名录7.1品牌格局7.2金属3D打印品牌矩阵7.3行业财务数据7.4企业名录113D打印与汽车12＊3D打印技术“增材制造”（ADDITIVEMANUFACTURING）用来指通过层层叠加制造实体的技术。制造出的实体可用于从试制（即快速原型）到最终产品的规模化生产（即快速制造）整个生命周期内任何地方。它是一种数字模型文件为基础直接制造几乎任意形状三维实体的技术。3D打印运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体，即“层造形法”。3D打印与传统的机械加工技术不同，后者通常采用切削或钻孔技术（即减材工艺）实现。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件）已经有使用这种技术打印而成的零部件，意味着“3D打印”这项技术的普及。3D打印的设计过程是：先通过计算机辅助设计(CAD）或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印。3D打印技术选择性激光烧结（SELECTIVELASERSINTERING，SLS）热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末选择性激光熔融（SELECTIVELASERMETERING，SLM）合金(1800℃左右）熔融沉积式（FUSEDDEPOSITIONMODELING，FDM）热塑性塑料，共晶系统金属、可食用材料立体平版印刷（STEREOLITHOGRAPHY，SLA）光硬化树脂（PHOTOPOLYMER）数字光处理（DLP）液态树脂熔丝制造（FUSEDFILAMENTFABRICATION，FFF）聚乳酸（PLA）、ABS树脂融化压模式（MELTEDANDEXTRUSIONMODELING，MEM）金属线、塑料线分层实体制造（LAMINATEDOBJECTMANUFACTURING，LOM）纸、金属膜、塑料薄膜电子束熔化成型（ELECTRONBEAMMELTING，EBM）钛合金选择性热烧结（SE