摘要：随着制造业向定制化、小批量、高复杂度方向发展，3D打印正在逐步进入传统工业体系。在汽车行业中，这项技术虽然尚未大规模取代传统工艺，但其在特殊场景下的价值正在被不断验证。

导读：随着制造业向定制化、小批量、高复杂度方向发展，3D打印正在逐步进入传统工业体系。在汽车行业中，这项技术虽然尚未大规模取代传统工艺，但其在特殊场景下的价值正在被不断验证。

定制化和小批量制造的契合点

凯迪拉克Celestiq是一款定位极高端的纯电动轿车，官方售价超过30万美元，首年全球产量仅为25辆。

如此低的产量意味着传统模具和模具开发周期所带来的高前期成本难以摊销。在这一前提下，增材制造的低模具依赖性和设计灵活性显现出明显优势。

通用汽车为Celestiq开发了130多个3D打印零部件，覆盖结构、安全、装饰和安装支架等多个领域。材料类型包括铝、不锈钢、尼龙（PA11/PA12）、热塑性聚氨酯（TPU）及聚丙烯（PP）等。

这一批量的应用不仅证明了3D打印技术的可行性，也表明其已进入到功能性零件制造的阶段。

从实验室到工业化的过渡路径

Celestiq项目中所有3D打印零部件的验证工作，均由通用汽车设在密歇根沃伦的增材制造工业化中心（AIC）完成。该中心具备从原型开发、工艺测试到成本评估的完整功能。

但AIC的职责并非直接制造量产件，而是通过设计验证与商业评估，判断特定零件是否适合3D打印工艺，并在验证通过后交由外部供应链完成生产。

这一流程在一定程度上建立起了“前端研发+后端交付”的分工模式，使得增材制造可以更高效地嵌入汽车零部件的开发流程。

关键零件案例分析

1. 方向盘饰件：最大金属3D打印部件

Celestiq中的方向盘饰件为通用迄今打印尺寸最大的金属部件，采用粉末床熔融技术制造。

铝粉通过逐层激光烧结构建整体结构，最后再经机械加工完成精度修整该部件集成了多个背光图标及复杂几何细节，在传统工艺下制造难度高，改用3D打印后有效简化了工艺路径。

2. 安全带导向环：首次用于结构安全件

该部件位于Celestiq细窄B柱区域内，属于安全结构件。因结构特殊，传统供应链无现成产品可供选用。工程师采用不锈钢材料3D打印制造，经验证可满足整车自重承载要求。

3. 装饰性隐藏零件：提升个性化设计空间

在车内较为隐蔽的位置，如乘客拉手的金属锚点，也使用了金属粘结喷射技术。

该工艺先以粘结剂固定金属粉末，再进行烧结。该部件内部集成了装饰图案，也体现了3D打印在微观结构和美学造型方面的能力。

4. 不可见的塑料结构件

包括超声波传感器支架、手套箱侧面等结构件采用聚丙烯材料3D打印制造。

在手套箱案例中，原始评估认为成本偏高，但考虑到传统模具需开发两个版本，最终验证3D打印反而具备更高性价比，并实现了27次迭代优化。

扩展应用与产业趋势

虽然Celestiq代表的是一个极端的小批量高端案例，但通用汽车在中高产量项目中也在逐步引入3D打印。例如：CT4-V/CT5-V Blackwing：每年3000辆左右产量，包含3D打印的换挡徽章、空调风道及线束支架。

还有SUV尾翼应急修复：某款SUV因尾翼密封问题需紧急改进，通用使用粉末熔融工艺在五周内打印出6万个替代部件，避免了数百万美元的损失。

此外，目前已有15家通用工厂部署桌面级3D打印机，用于现场生产工装夹具、定位模具等辅助制造工具。虽然速度较慢，但无需高风险粉末操作，适合一线车间快速响应。

从验证期迈向结构性部署

凯迪拉克Celestiq项目表明，3D打印已不再局限于设计验证或样件阶段，而是在高定制、低产量、结构复杂或开发周期紧迫的场景中成为具有实际竞争力的制造手段。

通过工业化验证平台与稳定的材料体系支持，3D打印正在逐步走向汽车制造的边缘系统，并可能在未来成为核心工艺之一。

短期内，3D打印不太可能取代高产量车型中的注塑、压铸等传统工艺，但在“柔性制造”与“零库存响应”需求驱动下，其角色将愈发重要。

对于3D打印行业而言，汽车制造正成为继航空航天、医疗之后又一稳定增长的应用支柱。

来源：3D打印资源库