找商機

取材自engineering.com的文章”Saving Big Bucks in the Automotive Industry with 3D Printing”，作者是Phillip Keane

先前3D列印幾乎都是用在建造汽車零件的雛型，以檢視形狀及匹配度，這些雛型大都是利用選擇性雷射燒結或黏著劑噴射法製得，雖然美觀宜人，但相當脆弱。現在有越來越多的業者使用更強固的3D列印技術（例如熔融線材製造法，FFF）於汽車製造，除了雛型之外，更擴及快速模具甚至是最終用途零件。

Eventuri

Eventuri是一家英國公司，為許多高端車款製造高性能碳纖維空氣進氣導管，例如BMW M-Power及Audi RS系列。導管的複雜形狀先用CAD進行設計，經過導管的氣流再以計算流體力學的軟體進行模擬。製造碳纖維強化塑料組件所費不貲，因為光是模具製造過程就很花錢，業者在投資最終製造所需的模具之前，先以3D列印測試這些組件的形狀及匹配度一點也不讓人意外，像Eventuri就用Ultimaker 2及Ultimaker 2 Extended+來製造雛型。

裝設在Audi RS5的3D列印PLA空氣進氣導管

當然，3D列印不僅可以幫助建造結實的雛型以查對形狀及匹配度，也讓業者在進入最終製造前，可以快速更新設計。

Eventuri偏好以PLA列印其雛型，兩台印表機日以繼夜的工作，一週可印出6-10件大型物件，還真的是快速雛型化。雖然Eventuri現在只為Audi及BMW設計，但它有更遠大的目標，希望未來能為Ferrari、Porsche及其他高端超跑設計空氣進氣導管。

Volkswagen Autoeuropa

3D列印是快速模具的價值夥伴已是無庸置疑的事，例如Volkswagen Autoeuropa的葡萄牙組裝廠就能充分體現，當新款汽車上市時，不但組件和舊款不同，就連工作流程及相關工具也會有差異。

這些組裝工具要花很長的時間開發及製造，並且所費不貲。此外，這些工具在設計階段沒被發現的瑕疵最後可能變成夢魘，這對年產量100,000台的汽車工廠可不是個好現象。對汽車製造業而言，時間絕對是金錢，因此準時製得高品質工具與及時排除故障的能力至關重要。

在Volkswagen Autoeuropa投資Ultimaker印表機之前，組裝線所用的夾具及其他工具的實體模型要花好幾個星期的時間才能送到工廠。現在因為工具的製造都在廠內完成，所以前置時間縮減到以天計。如果工具的功能有任何問題，也不需要像以前一樣送回供應商處，等待數個星期讓它重新設計。

車輪保護器工模（照片來源：Ultimaker）

以上面的照片為例，我們可以看到白色、3D列印的車輪保護器，這個工具被設計用來保護車輪的柔軟合金金屬，使其不至於受到鎖車輪螺絲用的堅硬插孔的磨損。以前這個車輪工模是由供應商提供，大概要花800歐元，並且56天後才能遞送（前提是供應商第一次就搞對），現在因為有Ultimaker 3D印表機，成本已降低至21歐元，並且交期也降低為10天。

以前外包給供應商製造的工具，目前已經有93%在Volkswagen Autoeuropa的工廠製造，這使得工具開發成本降低91%，並且工具交期也提早95%。

如果按實際價值計算，這些百分比代表什麼意義？2016年，這間工廠省下150,000歐元，這個數字在2017增加至325,000歐元，以投資7台3D印表機而言，這算不錯的投資報酬率。

廠內自印工具的另一個優點是工程師不需要再跟採購部門打交道，也就是省下了書面作業及頭痛的時間，這樣一來，工程師就可以專心做他們拿手的工作-工程。

Tucci Hot Rods

Tucci Hot Rods創立於1997年，是一家位於紐約的汽車客製化公司，處理由引擎交換到車身的各種汽車改裝。

就定義而言，客製化汽車改裝聚焦在極短時間的生產，並且許多零件極為獨特。過去客戶如果需要客製化配件，他們必須向客製化零件專門店購買，不然就是要以其他耗時昂貴的方式（例如雷射切割或CNC銑切）製造。

自從買了Ultimaker 2 Extended+之後，Tucci Hot Rods製造這些零件的速度快了3倍，並且製造成本降低了90%。

以其最近的Ford Fiesta ST專案（如下圖）為例，在Tucci Hot Rods購買3D印表機之前，客製化工作約需要6-12個月的時間，現在該公司已在廠內進行設計及製造，不需要再看外部供應商的臉色，整台車在2個月內就完成了。

2016 Ford Fiesta ST（照片來源Tucci Hot Rods）

上圖的Ford Fiesta ST以Ultimaker 3D印表機列印的零件精心裝飾了一番，儀表板有量身列印的車速儀表盤座，尾燈及頭燈的組合儀表也是3D列印的。另外，3D列印的出風口也用在車輪拱罩及引擎蓋上。

列印中的出風口（上左圖）及裝在車上的狀態（上右圖）

就成本而言，Tucci Hot Rods估計和以前傳統的切削法相較，每個零件平均省下約500美元。

設計師Don Tucci對3D印表機的作業彈性及節省時間留下深刻的印象，並表示以後所有的零件都嘗試用3D印表機生產。

桌上型3D印表機對汽車產業造成的衝擊涵蓋打樣用的雛型一直到最終產品，無庸置疑，使用者借助FFF 3D印表機來改善其工作效率的例子真的不可勝數。