在我開始報(bào)道增材制造行業(yè)時(shí)，最早了解到的信息之一就是汽車制造業(yè)始終位列該技術(shù)應(yīng)用的前三大垂直領(lǐng)域。然而隨著深入觀察，我越發(fā)意識(shí)到增材制造在汽車零部件領(lǐng)域的發(fā)展實(shí)則舉步維艱。這種困境究竟源于工業(yè)界追求的復(fù)雜應(yīng)用技術(shù)挑戰(zhàn)？還是商業(yè)模式本身存在問題？我們以豐田公司的實(shí)踐案例為焦點(diǎn)，對(duì)這些問題展開了深度剖析。

　　為何選擇豐田？

　　公司增材制造工程師William Martin向《3D ADEPT Media》透露：豐田早在2000年代初就開始探索增材制造技術(shù)，最初主要用于快速原型制作。到2010年代，該技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用和更廣泛領(lǐng)域的拓展開始加速。這家汽車巨頭的技術(shù)探索起步于行業(yè)對(duì)增材制造普遍存疑的時(shí)期，而如今其應(yīng)用已遍布全球。

　　他補(bǔ)充道：豐田已將增材制造技術(shù)整合到全球各大生產(chǎn)基地，應(yīng)用于原型制作、模具開發(fā)，甚至在某些情況下直接生產(chǎn)功能部件。這種全球化布局有效優(yōu)化了生產(chǎn)流程、降低成本，并推動(dòng)各市場(chǎng)與制造工廠的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。豐田長(zhǎng)期多維度探索增材制造的實(shí)踐，或許正揭示了該技術(shù)在汽車零部件領(lǐng)域發(fā)展受阻的深層原因。

　　技術(shù)應(yīng)用全景

　　豐田全球化的增材制造實(shí)踐，生動(dòng)詮釋了這項(xiàng)技術(shù)如何從多維度塑造企業(yè)的發(fā)展軌跡。在亞洲地區(qū)（尤其是日本本土），我們重點(diǎn)關(guān)注其金屬增材制造的應(yīng)用；而在歐洲市場(chǎng)，則大量報(bào)道了該企業(yè)對(duì)熔融沉積成型（FDM）技術(shù)的運(yùn)用。

　　目前豐田在全球部署了200余臺(tái)工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備，涵蓋熔融沉積成型、光固化（SLA）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）及直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）等多元技術(shù)體系。這些設(shè)備不僅用于原型開發(fā)與模具制造，還能直接生產(chǎn)功能性部件，顯著提升了制造流程的效能與創(chuàng)新性。

　　盡管增材制造技術(shù)在他提及的應(yīng)用領(lǐng)域取得進(jìn)展，但其在復(fù)雜汽車制造中的推廣仍面臨重大挑戰(zhàn)。從技術(shù)層面來看，材料性能與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、工藝控制與可重復(fù)性，以及生產(chǎn)速度與規(guī)?；芰?，仍是亟待突破的關(guān)鍵瓶頸。盡管成本約束因素也需納入完整分析，但該議題需要專章探討。

　　以材料性能與認(rèn)證為例，當(dāng)前多數(shù)3D打印材料在強(qiáng)度、抗疲勞性和熱穩(wěn)定性方面仍無法滿足汽車工業(yè)的嚴(yán)苛要求——特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)部件、結(jié)構(gòu)件等極端工況下的應(yīng)用。

　　假設(shè)某企業(yè)需在特定期限內(nèi)生產(chǎn)500件特定零件。這些零件必須采用經(jīng)過測(cè)試認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)化材料，并在指定3D打印機(jī)上

　　豐田的汽車增材制造：

　　復(fù)雜應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

　　作者：Kety S.（3D ADEPT Media平臺(tái)編輯和內(nèi)容運(yùn)營(yíng)）

　　本刊編譯整理

　　完成制造。但若在此期間材料供應(yīng)商突然變更配方，將迫使整個(gè)團(tuán)隊(duì)重啟認(rèn)證流程——這種不確定性會(huì)帶來巨大挑戰(zhàn)。

　　那么，這種困境是否源于工業(yè)界追求的復(fù)雜應(yīng)用技術(shù)挑戰(zhàn)？對(duì)此，Martin提出了獨(dú)到見解：最具挑戰(zhàn)性的往往并非復(fù)雜零件本身。他談到：我經(jīng)手過最復(fù)雜的量產(chǎn)部件，恰恰改變了人們對(duì)增材制造的認(rèn)知。它通過取代傳統(tǒng)模具、縮短交付周期，證明了這種技術(shù)在符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)能有效降低成本。

　　但真正的挑戰(zhàn)在于推動(dòng)增材制造通過生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP）和供應(yīng)商質(zhì)量保證管理（SQAM）流程——在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中確保符合所有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)要求，這曾是巨大障礙，但卻是驗(yàn)證制造可行性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　商業(yè)模式演進(jìn)

　　雖然豐田尚未將增材制造應(yīng)用于整車量產(chǎn)，但已逐步將該技術(shù)整合到制造體系的多個(gè)環(huán)節(jié)。豐田汽車社長(zhǎng)豐田章男（創(chuàng)始人豐田喜一郎之孫）在2018年國(guó)際消費(fèi)電子展（CES）演講中提出，要將豐田“從汽車制造商轉(zhuǎn)型為移動(dòng)服務(wù)商”，并強(qiáng)調(diào)其決心“創(chuàng)造全新的移動(dòng)連接方式——無論是跨國(guó)家、跨城市，還是僅僅跨越一個(gè)房間的距離”。實(shí)現(xiàn)這一愿景意味著探索超越車輛銷售本身的交通解決方案，這些方案需要依托以互聯(lián)技術(shù)、電動(dòng)汽車乃至自動(dòng)駕駛為核心的技術(shù)路徑。

　　這些創(chuàng)新理念或?qū)⑼苿?dòng)增材制造的更廣泛應(yīng)用。以電動(dòng)汽車（EV）為例，Martin認(rèn)為該技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)三大突破：減輕零部件重量、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加速原型開發(fā)。他特別指出：增材制造在生產(chǎn)復(fù)雜輕量化部件方面具有獨(dú)特價(jià)值，可顯著提升電池效能、優(yōu)化冷卻系統(tǒng)并強(qiáng)化結(jié)構(gòu)件性能。更重要的是，該技術(shù)既能實(shí)現(xiàn)定制化部件生產(chǎn)，又能簡(jiǎn)化供應(yīng)鏈流程——這對(duì)電動(dòng)汽車制造具有決定性意義。

　　盡管認(rèn)同他的觀點(diǎn)，但不得不提請(qǐng)讀者注意的是：當(dāng)前增材制造在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用仍多停留在理論層面——要么相關(guān)討論嚴(yán)重不足，要么現(xiàn)有對(duì)話未能切中要害。要推動(dòng)該領(lǐng)域的實(shí)質(zhì)性知識(shí)共享，參與特定行業(yè)活動(dòng)或是有效途徑。這類活動(dòng)需具備以下特征：增材制造技術(shù)供應(yīng)商能與（潛在）用戶開展“零銷售壓力”的技術(shù)對(duì)話。

　　回歸核心問題，豐田對(duì)增材制造的應(yīng)用決策實(shí)則是技術(shù)挑戰(zhàn)與商業(yè)模式雙重考量的結(jié)果：技術(shù)層面，如何滿足大批量量產(chǎn)部件所需的材料性能與精度仍是關(guān)鍵瓶頸；商業(yè)層面，汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)規(guī)模效應(yīng)的依賴，

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