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中国一汽增材制造创新中心:3D打印使小批量量产效率提升50%以上

来源:中喷网 发布日期:2026-09-30 214

 

编者:中喷网 墨宸

 一个传统铸造工艺需要开模90天的发动机缸盖,如今在一汽的车间里,从数字模型到金属实体,只需要10天。这不是实验室里的概念验证,而是在中国一汽增材制造创新中心每天都在发生的生产常态。

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2026年8月21日,中国一汽2026科技大会现场,中国工程院院士、国家增材制造创新中心主任卢秉恒与中国一汽总经理刘亦功共同揭牌,国内首个以汽车应用为核心的增材制造创新平台正式亮相。这座被业界称为“超级打印工厂”的创新中心,占地面积1600平方米,部署8种主流增材制造工艺、43台工业级打印设备,年打印零件能力约1.9万件。

走进这座工厂,没有传统冲压车间的巨响,也没有切削飞溅的碎屑。铺粉装置缓缓移动,激光束按预设路径扫描金属粉末,材料层层堆叠,一个个结构复杂的汽车零部件从数字模型中“生长”出来。

这场制造方式的变革,首先兑现为肉眼可见的效率跃升。 传统工艺制作单缸机缸盖,开模周期约90天;采用SLM(选择性激光熔化)工艺后,金属3D打印仅需10天即可完成。设计评审用的方向盘、车门护板等样件,传统机加需要10到15天,3D打印3到5天就能交付。小批量量产项目的整体效率提升超过50%。对于汽车研发而言,这意味着一个设计方案的验证周期从“季度级”压缩到“周级”——设计改了,修改数字模型就能重新打印,不再需要重新开模。

效率之外,成本账同样令人关注。 在红旗金葵花系列高端车型上,研发团队采用3D打印结合真皮包覆、熏蒸工艺制作内饰基材件,三款车型年度累计降本达到3059万元。以某款车型为例,48种内外饰零件如果走传统开模路线,模具费用超过1400万元;而采用增材制造工艺,生命周期内151台产品的整体费用约707万元。这不是“省一点”的优化,而是成本结构的重新计算。

更深层的变革发生在设计端。 传统制造受制于拔模角、分型面、最小壁厚等工艺约束,许多精巧的轻量化设计无法落地。增材制造摆脱了这些桎梏,工程师可以按照受力路径直接设计零件形态。一个典型的案例是:前机舱与副车架系统原先由52个零件组成,通过拓扑优化和仿生点阵蒙皮技术,集成设计后合并为4件,总重从74公斤降至57.7公斤,系统刚度反而提升了1.16倍。零件更少、重量更轻、性能更强——这种“反直觉”的结果,正是增材制造释放设计自由度的直接体现。

一汽研发总院试制工艺工程师郑敬超将增材制造的核心价值概括为“零零一”:设计结构“零约束”,验证迭代“零等待”,结构集成“一体化”。这三个关键词背后,是一条从“研发验证”到“量产应用”的完整路径。目前,增材制造技术已全面融入一汽的研发验证、小批量量产、工装辅具制造、售后备件及个性化定制全价值链,年均为红旗制造中心及奔腾、解放等子公司提供工装辅具及验证样件数千件。

这项技术还在承担一项特殊使命——留存汽车工业的记忆。新中国第一辆轿车东风金龙的手工雕刻前标志,没有原始图纸,金属3D打印仅用4天完成复刻;修复红旗CA770JH、CA771两台经典车时,全彩3D打印一次性制作13种64件零件,打印周期仅2天。技术在这里不只是生产力工具,也是文化传承的载体。

当然,增材制造并非要全面替代传统工艺。对于大规模量产车型,冲压、铸造、注塑等成熟工艺在成本和效率上仍具有显著优势。郑敬超对此的判断是“部分替代、深度互补”——小批量、高复杂度、高定制化、需要快速迭代的零件,才是增材制造的主战场。这一判断与行业数据的指向一致:3D打印在约2000件以下的产量区间具有经济竞争力,超过这一规模后传统制造方式的单位成本优势开始显现。

从2019年引入增材制造设备,到2022年进入规模化扩张,再到2026年正式挂牌成立创新中心,中国一汽在这条技术赛道上的布局已走过七年。七年时间,增材制造从一个“研发辅助工具”成长为渗透到各品牌研发制造体系的“基础设施”。面向未来,这一技术边界还在向外延伸——具身智能机器人、飞行汽车等前沿领域,已被纳入增材制造技术的赋能版图。

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