美国LocalMotors公司与美国橡树岭国度试验室(ORNL)等结合开收回了3D打印汽车“Strati”。截至2015年2月已经由过程外型手腕制作了4辆，个中两辆是可实际行驶的电动汽车(EV)。
该公司以2015岁尾为目的筹划上市3D打印汽车。起首将上市最高时速35英里/小时(约50km/小时)、续航间隔约80英里(130km)的“低速款”版本。价钱为1.8万～3万美元。常驻ORNL的美国LocalMotors公司高档制作工程师JamesEarle表现，筹划在2016岁尾之前上市“完成高速公路行驶，并使续航间隔倍增”的3D打印汽车。除了EV之外，还筹划开发动员机汽车的3D打印车，“将研讨隔热结构”。
Strati的研发基位置于ORNL内的“制作树模基地(ManufacturingDemonstrationFacility，MDF)”(田纳西州诺克斯维尔，图1)。该3D打印车“工场”设有大型3D打印机、用在打磨外型品名义的5轴切削加工机，以及组装园地(图2)。惟妙惟肖场冒有保送带及手推车之类的任何搬运安装。从3D打印机上卸上去，再装到5轴加工机上时，“用叉车抬一下就行了”。
用3D打印机外型的Strati的车身重约550kg。一般汽车的骨架、车门、动员机罩及内装部件合起来约有400kg阁下，与之相比拟重。
图1：位于美国橡树岭国度试验室制作树模基地内的3D打印车开发基地。美国LocalMotors公司的手艺职员(高档制作工程师JamesEarle)常驻此地，共同推动研发。
图2：制作3D打印车时须要的设施(a)为ORNL内的3D打印机。属于研发机型，相称于美国Cincinnati公司制作的“BAAM”的前身。(b)为精加工用途的5轴加工机。
EV罕用的2万个部件被减至50个以下
今朝的“工场”便是研发设备外部被称为MDF的处所，不外LocalMotors公司预约在2015年内运用与ORNL的共同研讨结果在邻近设破小型工场“微工场”，发展3D打印车的商务运作。该微工场所须要的设施也不会有很大不同。
工场小的最大起因是须要的部件数目减少到了1/400阁下。EV的部件数目通常约2万个，而Strati今朝不到50个。LocalMotors公司用3D打印机制作车身及底盘等部件，与已有汽车比拟，这些部件每一家都相称于将至多数百个部件集为一体。
一般汽车的车身跟底盘，为了完成在确保强度的同时排汇碰撞能量的结构，大多应用由钢板冲压成型的多个部件经焊接等工艺组装成骨架。并且外板也是经由过程冲压成型制成顺滑曲面的自力部件。而3D打印车不同，经由过程充足应用外型上的高自在度，“连排汇碰撞打击的结构也被归入了一家部件的外部”，Earle先容道。因而，惟妙惟肖行汽车的车身组装出产线工序只用一台3D打印机便可包揽。
这里最要害的是，要用树脂制作的外型品来确保充足的强度。“凭仗今朝使用的、以20%比例增加碳纤维来强化的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),就足以知足要求”。同时，公司今朝还在做其余尝试，好比将纤维改为可完成带色车身的玻璃纤维，以及将聚合物改为PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)等。LocalMotors公司力争2015年内到达美国的法例要求，启动公路行驶实验。
诞生Strati的大型3D打印机“BAAM(BigAreaAdditiveManufacturing)”今朝领有约4.0×2.0×0.9m的外型范畴(图3)。由ORNL开发，由机床厂商美国Cincinnati公司制作。“从此另有望用3D打印机来完成电机及吊挂的外型。并且还可斟酌组合使用多种资料，好比应用比车身柔软的资料对于安全杠部施行外型”。
图3：3D打印机“BAAM”
由喷嘴喷出熔融树脂的热熔解积层方式的3D打印机。领有4.0×2.0×0.9m的外型范畴。使用碳纤维强化ABS时，1小时可喷出多达16kg的资料。照片由LocalMotors公司提供。
整个车由粗约8mm的喷嘴喷出熔融树脂来外型。喷嘴的每秒挪动间隔为76mm，积层厚度为4mm。另有将造形范畴扩展至6.1×2.4×1.8m的机械。ORNL应用雷同的安装制作了外型与老爷车“ShelbyCobra”雷同的EV，并在2015年1月举办的“NorthAmericanInternatio
nalAutoShow(底特律车展)”上展出。
5轴加工机用在对于外型后的车身施行追加加工。之以是要使用该加工机，次要是由于组装部件的部位要进步外形精度。尤其是今朝来看，作为洽购部件的吊挂，其装置部位的外形须要高精度加工。
另外，在完成腻滑的外观时也须要使用5轴加工机。虽然之后还可做涂装，但经由过程粘贴像公交告白招贴那样的贴膜，便可取得不亚于已有汽车的外观后果。这时与凃装相比，设施跟工序都很简略。实际上，作为LocalMotors公司今朝的商品，越野车“RallyFighter”就使用了贴膜，由此完成了每辆车都不同的色彩及斑纹。
依照每个主顾的要求来转变外型设计
Strati用3D打印机外型的光阴为44个小时，组装光阴为24个小时。外型光阴“将力争经由过程改良3D打印机缩短至10～12小时”。
与可以用数小时来组装的惟妙惟肖有汽车相比，使用3D打印时每辆车的出产耗时较长。但“LocalMotors公司并不想制作大批出产的汽车。而是以少量出产贴合主顾共性需求的汽车为目的”。因而，与出产及组装所须要的光阴相比，该公司更看重缩短从肯定外型设计到产物实现的光阴。
Strati的最新试制车在2014年12月初肯定外型设计，在2015年1月尾实现，共破费了2个月光阴(图4)。一般汽车从肯定外型设计，到之后制作模具等出产设施、树立出产体制，再到量产1号车实现，至少要破费10个月光阴，但Strati要短得多。“从此将力争缩短到1周阁下”。
图4：Strati外型设计的改良。可在短期内极过细地变革及调剂外型设计，这也是3D打印车的特色。(a)为在IMTS(2014年9月)及底特律车展(2015年1月)上展出的Strati，(b)为之后变革外型设计的Strati。
从此，假如主顾“想要这样的汽车”，与LocalMotors公司的工作职员商谈外型设计，并抉择外型设计后，数周内便可交车。JamesEarle先容，“到时不只外型设计可依据主顾的要求做微细调剂，并且还可转变汽车的尺寸，做大的变革”。
设破多个小型制作基地
LocalMotors公司正如其公司称号一样，目的是在各个地域设破微工场，在增添运输本钱的同时以“地产地消”战略开发跟出产产物。依照该公司的盘算，这些微工场不只仅是单纯制作产物的基地，还将成为让主顾介入产物设计及外型设计的共同功课基地，乃至对于制作进去的产物睁开贩卖的基地(图5)。
图5：LocalMotors公司的基地
兼具与主顾共同设计以及制作、贩卖的功用。(a)为位于美国亚利桑那州菲尼克斯的汽车(RallyFighter)组装园地。外观精加工采纳贴膜而无可非议涂装工艺。(b)为位于美国田纳西州诺克斯维尔的门店。
截至2015年2月，LocalMotors公司已在亚利桑那州菲尼克斯跟内华达州拉斯维加斯设破了微工场。而且，该公司还筹划2015年内在凑近华盛顿哥伦比亚特区的马里兰州的贸易设备国度海港(NationalHarbor)，以及后面提到的诺克斯维尔设破微工场。另外，该公司已于2014年6月在诺克斯维尔的都会贸易区开设门店，成为3D打印车的贩卖点。
