隨著汽車時(shí)代的進(jìn)步，人們手握方向盤(pán)的時(shí)間越來(lái)越多，自動(dòng)駕駛的浪潮正在涌起。而與之同樣備受關(guān)注的3D打印技術(shù)能否在未來(lái)改變整個(gè)汽車制造行業(yè)呢?未來(lái)能否實(shí)現(xiàn)汽車的完全個(gè)性化定制?一些設(shè)計(jì)師對(duì)此深信不疑。
伴隨著經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性的考量，自動(dòng)駕駛的新時(shí)代正在逐步向我們走來(lái)，而不斷向前發(fā)展的新技術(shù)又給我們帶來(lái)了另一個(gè)新的期待，這就是3D打印技術(shù)引領(lǐng)的汽車個(gè)性化新趨勢(shì)。
在追求實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的當(dāng)今社會(huì)，人們對(duì)個(gè)性化的事物更感興趣。3D打印行業(yè)的設(shè)計(jì)者們相信人們至少可以在某些方面實(shí)現(xiàn)汽車個(gè)性化設(shè)計(jì)。事實(shí)上，有一些3D打印行業(yè)的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始在當(dāng)今和未來(lái)汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域開(kāi)展3D打印的嘗試，例如Local Motors公司，它們專注于用3D打印技術(shù)盡可能替代現(xiàn)有汽車部件的設(shè)計(jì)制造。要知道一輛現(xiàn)代汽車擁有超過(guò)兩萬(wàn)個(gè)互相獨(dú)立的部件協(xié)同工作，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)精密而高效的流水線組裝而成，這些流水線的每一個(gè)步驟功能單一，目的明確，輔之以人工對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)與維護(hù)。要想通過(guò)3D打印技術(shù)取而代之，需要付出極大的努力去探索技術(shù)。
不同種類的車身零部件往往由不同材料制成，有著各自的外形特征和材料屬性，因此使用3D打印實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度可想而知。更何況還有行車電腦和電氣系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池等更加復(fù)雜的部件。現(xiàn)實(shí)情況是，現(xiàn)代汽車裝配流水線一次可以組裝數(shù)百輛汽車，而3D打印技術(shù)在可預(yù)測(cè)的將來(lái)尚不具備打印完整汽車的能力，所以那種點(diǎn)一下按鈕就打印出一輛汽車的橋段還只能停留在科幻故事里。
許多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，由于缺少必要技術(shù)支撐與設(shè)計(jì)需求，以及安全法規(guī)的缺失，大規(guī)模實(shí)現(xiàn)汽車的完全個(gè)性化設(shè)計(jì)制造在未來(lái)100年甚至更遠(yuǎn)的時(shí)間內(nèi)都不具有可實(shí)踐性。不過(guò)對(duì)個(gè)性化設(shè)計(jì)的部分性嘗試還是已經(jīng)出現(xiàn)了。
重新定義汽車外觀設(shè)計(jì)
需要指出的是，汽車工業(yè)蘊(yùn)含著九萬(wàn)億美元的巨大市場(chǎng)規(guī)模，并且汽車工業(yè)多次發(fā)生變革，每一次都給市場(chǎng)帶來(lái)巨大的震動(dòng)。而最終消費(fèi)者的購(gòu)買行為影響著行業(yè)的沉浮，也決定著企業(yè)的生存與繁榮，而當(dāng)今的消費(fèi)者們對(duì)個(gè)性化的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。
“亨利·福特在汽車工業(yè)早期丟掉市場(chǎng)占有率就是因?yàn)樗鲆暳讼M(fèi)者對(duì)個(gè)性化的需求，”MarcoPerry，一位在紐約汽車圈內(nèi)工作的研發(fā)設(shè)計(jì)工程師表示。“比起千篇一律的黑色，人們更喜歡多種多樣的顏色，最終通用汽車以自身在市場(chǎng)上的成功向福特證明了消費(fèi)者需要自己的選擇權(quán)。”
在福特T型車的時(shí)代之后，汽車設(shè)計(jì)用了很長(zhǎng)時(shí)間跟上了消費(fèi)者選擇的腳步，而且可供選擇的不再僅僅是車身顏色。
當(dāng)然，Marco Perry也承認(rèn)，過(guò)量的選擇余地和無(wú)限制的自主定制只會(huì)令消費(fèi)者眼花繚亂，無(wú)法做出合適的決策。而且量產(chǎn)化定制服務(wù)與針對(duì)特殊需求市場(chǎng)的專有定制服務(wù)相比，其生產(chǎn)成本和各種不同零件的儲(chǔ)備成本都成倍增長(zhǎng)，這直接影響了量產(chǎn)車定制服務(wù)的普及。
John Kawola，一家3D打印企業(yè)的負(fù)責(zé)人也認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)。他表示：“問(wèn)題在于生產(chǎn)規(guī)模，例如目前打印一個(gè)保險(xiǎn)杠就需要使用大型3D打印機(jī)，成本非常高。” 不過(guò)隨著高新科技成指數(shù)級(jí)數(shù)的高速發(fā)展，這一愿景的實(shí)現(xiàn)并非無(wú)法想象，其成本降低到消費(fèi)者可承擔(dān)的速度會(huì)超過(guò)人們的期待。
一種想法是利用加法的思維模式，用戶可以選定一款標(biāo)準(zhǔn)車體，然后在其上添加各種個(gè)性定制的車身部件。而廠商則需要開(kāi)發(fā)一款CAD軟件，幫助用戶向選定的車體底盤(pán)上添加部件，但是出于安全考慮，已選定的標(biāo)準(zhǔn)車體部分不能減少或更改。而且這種軟件應(yīng)該可以進(jìn)行仿真風(fēng)洞試驗(yàn)，用于測(cè)試定制成品的風(fēng)阻水平，并自動(dòng)確保車身部件如發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、車門(mén)、油箱蓋、車窗等能夠正常開(kāi)合，同時(shí)輔助添加雨刮器、后視鏡、天窗等部件。
另外一些業(yè)內(nèi)人士則認(rèn)為由于3D打印材料普遍輕于傳統(tǒng)材料，由此帶來(lái)的減法思維模式更有意義。但是John Kawola對(duì)此表示了擔(dān)憂，由于汽車產(chǎn)業(yè)歷來(lái)對(duì)安全高度重視，并且安全監(jiān)管法規(guī)非常嚴(yán)格，通過(guò)3D打印材料雖然可以將車輛大幅減重，甚至能從5000磅降至1500磅，但隨之而來(lái)的嚴(yán)重安全隱患卻并未完全解決，他說(shuō)：“如果給用戶完全放開(kāi)汽車設(shè)計(jì)的自由度，那就有可能帶來(lái)巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。”
材料創(chuàng)新，是3D打印技術(shù)為汽車設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域帶來(lái)的另一個(gè)改變。在對(duì)材料技術(shù)高度依賴的航天工業(yè)領(lǐng)域，這一改變已經(jīng)開(kāi)始。JohnKawola注意到，航天工業(yè)對(duì)產(chǎn)品每個(gè)組成單元的體積和重量都要精細(xì)設(shè)計(jì)，所以利用3D打印技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)已經(jīng)開(kāi)始了。他表示：“航天工業(yè)非常重視3D打印技術(shù)帶來(lái)的價(jià)值，特別是它能夠幫助設(shè)計(jì)出更加輕質(zhì)的部件。”反觀汽車領(lǐng)域，相對(duì)于每年產(chǎn)出的汽車數(shù)量，航天領(lǐng)域每年制造的飛行器數(shù)量要少很多，3D打印新技術(shù)在汽車領(lǐng)域的利用率可見(jiàn)一斑。
“最近一兩年，用于打印汽車的新材料和新工藝成為了業(yè)界的關(guān)注焦點(diǎn)。業(yè)內(nèi)普遍意識(shí)到利用3D打印技術(shù)，材料不僅可以得到更有效的利用，同時(shí)材料本身的性能也會(huì)增強(qiáng)。”一位專注于增量制造技術(shù)和工程設(shè)計(jì)服務(wù)的專家表示。
“目前來(lái)看制作車身的材料主要是金屬和碳纖維，但是大家都相信終有一天用那種漿糊一樣的3D材料可以打印出完整的汽車。”Alder Riley半開(kāi)玩笑的說(shuō)道，并補(bǔ)充說(shuō)，“未來(lái)汽車設(shè)計(jì)中使用鋁合金框架將越來(lái)越普遍，因?yàn)殇X合金具有高強(qiáng)度，低重量的特點(diǎn)。盡管目前受限于制造工藝鋁合金在汽車結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用規(guī)模還比較小”。另外，Adam Clark注意到主流OEM廠商已經(jīng)表態(tài)希望能在兩到三年內(nèi)將3D打印的零部件應(yīng)用到常規(guī)生產(chǎn)當(dāng)中，盡管他認(rèn)為這與廠商是否愿意將外觀設(shè)計(jì)放權(quán)給客戶定制無(wú)關(guān)。“目前看到的情形是即便給用戶提供了選擇，但這些設(shè)計(jì)選項(xiàng)仍然必須是經(jīng)過(guò)廠商核準(zhǔn)的。”他說(shuō)。
打破汽車設(shè)計(jì)常規(guī)
盡管有些看法認(rèn)為廠商控制下的定制服務(wù)限制了3D打印個(gè)性定制的創(chuàng)造性和廣闊的市場(chǎng)機(jī)遇，但畢竟，按照多數(shù)設(shè)計(jì)行業(yè)人士的觀點(diǎn)，一般消費(fèi)者很難真正搞清楚自己的需求是什么，更不要提他們中的大部分人是否有能力為自己設(shè)計(jì)出達(dá)到功能要求并符合安全標(biāo)準(zhǔn)的定制產(chǎn)品了。“設(shè)計(jì)工作還是要讓專業(yè)設(shè)計(jì)師去完成”是普遍認(rèn)同的底線。
“總體上說(shuō)，人們并不關(guān)心技術(shù)上的具體細(xì)節(jié)，也不想被過(guò)多的選項(xiàng)所困擾，他們所關(guān)心的是自己的選擇是否真正可以實(shí)現(xiàn)。”Marco Perry解釋道。
從汽車技術(shù)出現(xiàn)至今，生產(chǎn)工藝不斷換代，已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但這并不意味著路安全和產(chǎn)品質(zhì)量的理念在人們?cè)燔囘^(guò)程變得根深蒂固了。“我感到將來(lái)會(huì)有許多現(xiàn)有設(shè)計(jì)原則被打破，但我認(rèn)為應(yīng)有一個(gè)足夠強(qiáng)大的分析工具來(lái)建造一個(gè)安全架構(gòu)應(yīng)對(duì)這種新的設(shè)計(jì)環(huán)境。”Adam Clark說(shuō)道，但他也注意到新的軟件設(shè)計(jì)的產(chǎn)品形狀和質(zhì)感將會(huì)高度還原用戶輸入的想法。更酷的是，一旦設(shè)備足夠高級(jí)，制造過(guò)程的問(wèn)題也得到解決，汽車廠商僅需調(diào)整軟件設(shè)置，就可以用一臺(tái)機(jī)器，既能打印跑車，又能打印廂式車。更不要說(shuō)客戶加法定制已經(jīng)在汽車周邊產(chǎn)品領(lǐng)域形成了一個(gè)巨大的市場(chǎng)。隨著3D打印技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)千種定制零件的價(jià)格將更有吸引力。
汽車維修的成本也會(huì)降低嗎?如果自動(dòng)駕駛汽車真有廠商宣傳的那么神乎其神的話，恐怕就沒(méi)有那么多汽車需要維修了。不過(guò)針對(duì)此問(wèn)題給出的回答是“可能會(huì)下降。”，試想一下人們到經(jīng)銷商那里去換個(gè)車燈，卻發(fā)現(xiàn)原來(lái)整個(gè)車身都可以現(xiàn)場(chǎng)3D打印，從而不再需要倉(cāng)庫(kù)來(lái)存放配件，自然降低了零配件的采購(gòu)和儲(chǔ)運(yùn)成本。零配件供應(yīng)商也可以按照需求來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品。而傳統(tǒng)汽車制造商慢慢會(huì)意識(shí)到3D打印技術(shù)的好處，逐漸用3D打印材料替代昂貴和珍惜的金屬材料。
那么，未來(lái)購(gòu)買汽車的場(chǎng)景會(huì)是什么樣子呢?可能我們只需戴上VR裝備，然后在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中隨意選擇各種顏色樣式的零部件安裝到車體上，直到設(shè)計(jì)出自己滿意的車身為止。這很有可能會(huì)實(shí)現(xiàn)。它也會(huì)引導(dǎo)汽車完全按照消費(fèi)者的定制生產(chǎn)，而不是像現(xiàn)在這樣大批量生產(chǎn)出來(lái)等著消費(fèi)者去挑選。這剛好類似于特斯拉先收訂金后組織生產(chǎn)的模式。這種模式可持續(xù)性強(qiáng)，更加環(huán)保，成本效益更好。
汽車行業(yè)也可能會(huì)從已大量應(yīng)用3D打印技術(shù)的義肢制作行業(yè)吸取經(jīng)驗(yàn)。例如在滿足醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，許多廠商會(huì)努力為用戶定制完全依個(gè)體特點(diǎn)設(shè)計(jì)的義肢。Alder Riley說(shuō)：“總會(huì)有富人為自己的個(gè)性買賬，所以我認(rèn)為汽車個(gè)性定制一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。”
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