造车新势力为什么每家一台Raise3D ——浅谈3D打印在汽车行业的发展

引言：汽车厂商对新能源汽车的布局早已经开始，包括以北汽、比亚迪、吉利、长安为代表的传统车企，也包括以蔚来、威马、小鹏为代表的造车新势力。这个行业的发展速度完全超出了我们的想象，2020年我国新能源汽车跨过5％占比的临界点后进入成长期，这是整个行业增长最快的时期，也是车企必须把握住的关键时期。值得注意的是，

3d打印推动新能源汽车发展，也出现越来越多的新能源车企正在采用3D打印技术来加快产品上市。Raise3D中国区市场总监裴梁超受到3D打印技术参考邀请，介绍新能源汽车企业对3D打印技术的迫切需求，以下为正文部分。

在进入3D打印行业之前，我在新能源汽车行业折腾过一段时间，见证了当时的动力电池第一股A123的王朝兴替。当时A123公司的创始人之一的RicFulop，在第二次创业中成立了DesktopMetal，也许这也是为什么今天DM在汽车行业能获得不少订单的原因之一。我于2014年进入3D打印行业，一年半前加入Raise3D，也看着Raise3D这两年陆续有不少汽车行业特别是造车新势力的客户。3D打印技术参考一直希望我能谈谈FDM/FFF3d打印在新能源汽车领域的应用的不同之处，挤牙膏一样的历程终于写完了这篇稿子。

DTC（直接面向客户）模式下的新需求

相比传统汽车，我发现新能源汽车成立了一个非常有意思的新需求部门——售后业务部门，其中包括Tesla的超级工厂。这种转变主要是因新能源汽车所普遍采用的DTC（Direct-to-Customer直接面向客户）的销售模式而产生。而传统整车企业一般是面向经销商，即4S店进行销售，4S店铺再向个人车主提供整车销售和售后服务。而由于新能源汽车的维护和售后保养较为简单，将原有的4S拆成了2S+2S模式，即将整车销售和售后维保分拆成为两个部分，售后维保通过上门或者远程进行支持，整车销售则可以放在人流更密集的大型商超内开设直营店铺，从而大幅拉近了整车厂商与终端用户之间的距离。

图 |蔚来汽车NIOHouse （牛屋）是链接用户的重要桥梁

（图片来源：蔚来汽车）

没有了经销商体系，电动汽车的定价就可以更为灵活，但是由于需要做到面向客户的端到端，Onefor all，Allforone，直营店作为前台会向售后中台提出支持需求，其中包括直营店中可能需要的一些工装夹具、备件，也会由售后部门进行协调生产并根据需求提供小批量、多批次、灵活的产品供应。这几点毫无疑问是3D打印的强项，通过数字备件和3D打印技术，这些时间我们正在验证这种可能性的逐步实现。

图 |特斯拉使用E23D打印机制作的贴标原型

对于研发速度要求更为苛刻

我们明显能看到新能源汽车的上市时间比传统汽车快很多，比如国内头部造车新势力的蔚来，做ES8从设计到上市一共是3年时间，小鹏P7则更为夸张，只用了2年时间。因此，在研发阶段，各个厂商都在赶进度，要追赶上市时间，研发的各个环节都需要尽量压缩时长。外包CNC加工一般需要2-3周左右的时间，另外大部分新能源汽车厂商设计迭代需求较快，往往中间就已经有一些设计改动，同时由于新车具有保密属性，因此很多OEM最终选择自己购买3D打印机In-House的进行生产制作原型，这也是3D打印在新能源汽车领域的核心应用。

图 |传统设计开发到投产一辆全新汽车大概需要4-5年时间

（图片来源：知乎答主郑迅）

关于新能源汽车企业的In-house模式，有两个客户令我印象深刻。

第一个案例是国内某厂的子品牌客户，当时他们正在在筹备阶段，请我去做提案。客户希望打印速度能够更快一点，所以倾向于购买SLA打印机，但当我看了他们的工作环境后，发现如果采用SLA打印机的话，他们将会面临两大挑战：

1.废液处理问题：含有树脂的溶液是应该寻找当地的污水处理机构进行回收处理的，对于国内某大厂来说环保是一个不容忽视的问题。这个步骤不仅会产生额外的成本，还会让后处理流程变得更繁复。

员工健康问题：SLA打印机使用的光敏树脂会影响人体健康。当时客户打算将3D打印机放和工作人员放在同一个办公室里，并且不做区隔，我听说后非常生气，那是我第一次跟客户发火。因为这样的做法完全没有顾及到工作人员的健康问题，尤其是研发人员中还包括了一名孕妇。

在了解了客户的需求和工作环境后，我跟他们推荐了使用更方便的FDM/FFFRaise3D双喷头3D打印机——Pro2系列和E2。首先，FDM/FFF打印机不会产生不符合标准的废液，就算是使用了如BVOH的水溶性支撑，产生的废液在经过一定比例稀释后，也是可以直接可以倒入城市下水道的。其次就是打印材料对人体健康的影响方面，大部分FDM/FFF的耗材都没有毒性，不会产生有害气体，也比较符合当时那位客户的工作环境。

图 |使用BVOH水溶性支撑后的废水可直接排入城市下水道

第二个案例来自小鹏汽车，他们对3D打印机的了解程度以及灵活运用让我十分佩服。在我去拜访时，发现他们已经购买了一台进口的工业级FDM/FFF设备。当时我很震惊，因为照理来说，已经拥有一台这么昂贵的，又是国际大品牌的机器了，为什么还要再添置相同技术的桌面级3D打印机？

在和客户的交谈中，他们告诉我，添购Pro2Plus最主要的原因在于现有的工业级3D打印机使用的灵活度不够高：首先，由于机器太大，需要固定放在一个办公室，研发人员需要跑来跑去的去进行打印工作；其次，机器的启动准备至少有5个步骤，最长需要40分钟的时间；最后，是机器不支持第三方耗材，只能兼容品牌方的材料，打印成本较高，可拓展性不足。这些综合因素让他们想要添置使用更灵活的打印机，以满足他们追赶研发进度的需求。

而Pro2Plus刚好可以弥补这方面的需求：首先，机器可以灵活的放置在各个空间，甚至是研发人员的手边。而且，即便是桌面级的机器，也可以满足大尺寸样件的打印需求；其次，机器的启动准备更简洁，只有3个步骤，在打印PLA这些基础材料时，最短只需要5分钟就可以准备完毕开始打印；最后，也是非常吸引小鹏的一点，那就是Pro2Plus可以兼容第三方材料，这样他们可以更灵活的去选择耗材的类型以及品牌，灵活地调整打印预算。

再添置了Pro2Plus后，桌面级和工业级的3D打印机可以相互配合，将各自的优势更好的发挥出来，推进小鹏的研发更顺畅的进行。小鹏的案例也印证了我一直以来的观点：没有一台3D打印机可以同时满足所有的需求。但是，可以通过取长补短的方式让In-house生产模式更完善。

围绕电池包及相关结构的开发

除了常规的研发和创新的售后应用之外，新能源汽车企业还会利用3D打印应用在汽车电池包的相关的结构设计和最终使用。关于这一点，我们一般会给客户的推荐方案是先使用FDM/FFF打印机进行产品的开发和制作，然后再用SLS或者MJF进行直接生产，利用不同的3D打印技术优势，将提升新能源汽车的小批量生产效率。

图 |Raise3D加拿大客户利用Pro2打印机，制作的电池托盘适配的原型

2021年初，大家都猜测2021是新能源汽车能够增长的一年，但是没有人会想到销量增长会超过一倍有余。根据罗兰贝格的调研数据，中国顶级汽车的消费年龄在35岁，比德国小了25岁。95后乃至Z世代逐渐成为车市上的主力购买群体，对于新能源汽车的接受度，年轻一代的接受度毫无疑问会更高。传统汽车自2018年以来已经是三年每年平均下降4%的销量也可见一斑。

当新能源汽车的大潮来临的时候，3D打印无疑是推动新能源汽车发展，实现快速创新，小批量生产的最佳工具之一。无论是由桌面级3D打印机带来的快速创新和敏捷开发，工业级技术带来的装配和试产，或者是使用打印服务外包进行的批量生产，都在这个市场有各自的机会。