相信大家對3D打印技術都不陌生。提到3D打印，恐怕大家印象最深的就是熔融沉積技術了。
▲熔融沉積技術（FDM）。打印原理是，利用高溫把材料融化，通過打印噴嘴擠出到打印平臺上凝固成型。
熔融沉積技術是目前應用最廣泛、最深入民間的技術。它還有一個英文名：FDM（Fused Deposition Modelling）。在學校、創客空間甚至家庭裡，都能看到FDM技術的身影。
▲觀察FDM 3D打印機
FDM的打印材料多為塑料（PLA、ABS）。由於FDM技術無需激光系統，不涉及高溫高壓，因而價格低廉。現在市場上的桌面級打印機大多采用FDM技術，便宜的已經降至五千元以下。
▲FDM工作平臺
然而有很多人質疑，桌面級3D打印機缺點太多，精度低、表面質量差、打印速度慢、材料強度差，只能做一些塑料之類的物件，很難有廣闊的應用空間。
殊不知，成本低廉、普及程度高的FDM技術，在航空航天、汽車、工業製造等行業，都有該技術的廣泛參與，而且在有的方面甚至能替代金屬！
接下來為大家介紹，FDM 3D打印技術在工業製造上的應用。
▌加速汽車生產
大眾歐洲汽車公司使用FDM 3D打印技術，製造工裝夾具裝置。工程師一旦有了設計想法，當天即可開展設計工作——3D打印技術將長達數月的開發時長縮短至幾天，從而快捷簡便地進行研發。
FDM技術打印的工業部件，成本僅為傳統生產成本的十分之一。2017年末，大眾公司已節約了25萬歐元的成本。
▲3D打印的車輪保護夾具以前採購價格為800歐元，但現在只需21歐元即可打印。工具開發時間從56天縮短到10天
▲這個車門標誌在外部採購時花費了35天的時間，並且花費了400歐元。通過3D打印，該項目在4天內完成，成本降至10歐元。
▲這個窗口標尺每個零件價格為180歐元，而現在可以以35歐元的價格進行3D打印。開發時間從8天縮短到6天
據瞭解，大眾汽車所使用的3D打印機品牌是一家荷蘭公司——Ultimaker。憑藉著大眾汽車在3D打印技術上的出色應用，2018年5月，3D打印公司Ultimaker和大眾汽車在2018年3D打印行業大獎中榮獲“年度汽車應用獎”。
▲Ultimaker接受2018年3D打印行業獎
▌打印車身
是的，FDM技術還能進行整車的製造。
2014年，在美國芝加哥舉行的國際製造技術展覽會上，Local Motors汽車公司展出了世界第一輛採用3D打印技術打造的電動汽車“Strati”。
▲世界首輛採用3D打印技術打造的電動汽車“Strati”
Strati整個製造過程僅用了44個小時，車身3D打印一體成型。全車僅40多個零件，除動力傳送系統、懸架、電池、輪胎、車輪、線路、電動馬達和擋風玻璃外，其它部件均是FDM 3D打印的（約佔75%），材料是ABS和碳纖維的複合材料，打印時塑料顆粒會被加熱到210度左右，然後被逐層擠出。
▲打印車身
▲打印細節
4年後，全球第一款量產3D打印新能源電動車——XEV，首次進入中國境內，並在中國3D打印文化博物館展覽展示。
XEV整車覆蓋件採用了FDM 3D打印技術，使用了由於使用了3D打印技術，汽車部件總數相比傳統汽車減少了90％。傳統的汽車零部件在2000個左右。而XEV的3D打印車身部件只有57個。
3D打印的材料選擇上，使用了PLA材料（一種來源於玉米的可生物降解塑料），在生產過程中無毒無害，真正實現了綠色製造。
此外還採用了尼龍、TPU等高分子3D打印材料，不但可以減輕車身重量，實現輕量化生產，而且可以有效降低成本。
▲打印XEV零部件
3D打印的汽車，實現了個性化定製，滿足不同用戶的需求，讓汽車不再是冷冰冰的一個工具，更像是用戶的一個好夥伴。我們相信XEV能夠重塑這個行業，為用戶和社會創造更好的價值。
▌工業鑄造
除了汽車工業，FDM 3D打印技術還能應用於工業鑄造。
Sylatech是一家熔模鑄造公司，有著超過54年的歷史。藉助FDM 3D打印技術，Sylatech能夠在短短五天內製作金屬原型零部件。
製作流程：
將PLA材料製成的3D打印模型附著在蠟框上，然後放入容器。
▲3D打印模型附著在蠟框上
往容器裡填充漿液，當容器放入烤箱時，漿液會硬化，3D打印的PLA模型會被完全熔化。這就製成了用於澆鑄液態金屬的模具。
當內部金屬冷卻後，模具就會脫落。留下來的金屬部分就是3D打印PLA部件的精確複製品。
▲3D打印PLA原型和最終金屬成品
在過去，需要五週的時間來開發金屬部件。在設計中需要修改時調整工具的費用大約為每次調整500英鎊。但是，使用3D打印技術，新設計的成本僅為每件10英鎊左右。
通常情況下，第一個原型製作完成後，需要進行30%左右的改動。通過3D打印技術製成的金屬原型，可以最大限度地減少迭代成本。所以，這節省了大量的時間和成本。
▲3D打印原型和最終組裝的金屬成品
除了原型驗證，Sylatech還使用其3D打印機用於各種夾具，夾具和機器人組件。機器人的許多部分都是利用3D打印機完成的。
▲機器人電子外殼
▲定製機器人氣動部件
Sylatech是一個很好的案例，我們可以看到他們使用FDM 3D打印機幫助其提高效率、降低成本。
通過這些應用案例，我們能夠感受到歐洲工業技術的嚴謹態度和精益求精，也讓我們看到了未來桌面級3D打印機的發展趨勢。相信未來3D打印機會不斷改進，向昂貴的價格和技術壟斷“說不”，快速滲透到我們生活的每個角落。
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