Stratasys：2023年未来之路-汽车行业的快速原型制作白皮书（16页）.pdf

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1、白皮书未来之路汽车行业的快速原型制作 白皮书2引领发展的汽车设计理念 汽车的发明者也许并不是亨利福特，但他的开拓精神确实改变了汽车的制造方式。其流水线作业方式通过标准化的零件和更高的效率大幅度降低了成本，同时提高了质量和可靠性。未来之路白皮书3福特无法预见的是，21 世纪汽车行业的全面变革将重新定义销售驱动因素。汽车行业建立在创新之上，该行业的持续增长也将取决于创新。电动汽车、共享汽车和无人驾驶汽车的出现带来一些新变化，相比汽车引擎盖下的配置，人们更关心汽车内饰能如何适应消费者不断变化的需求。实际上，根据 Wards AutoWorld 的看法：“内饰将成为出行服务时代的第一大差异化因素，因为

2、内饰会影响人们选择特定的品牌。”为了与时俱进，汽车设计师需要灵活的设计以及原型制作工艺，以便将创新带入到能够推动客户购买的应用中。未来的汽车如果汽车在未来实现自动驾驶，那么作为驾驶者的我们会做些什么呢？汽车会变成娱乐中心、会议室或睡眠舱吗？关键问题是，所有人都不应该低估汽车内饰的重要性，相反，内饰将作为独特品牌差异化因素而越发重要。快速的设计周期迭代在任何行业中都很重要，在汽车领域更是如此。这对汽车行业来说意味着什么？这强调了对更短设计周期和更加无缝的产品设计的需求，以期缩短产品上市时间。由于开发成本不断上升，低利润率使汽车行业成为资本密集型产业，与此同时它还面临着持续创新和定制化的挑战，以及

3、为保持领先优势而不断提高设计效率和成本效益的需求。验证新设计的重要性不可小觑。汽车行业原型制作市场的价值预计在 2020 年将达到 50 亿美元，这将推动行业设计师和工程师采用新方法来快速验证其设计。但许多复杂、多材料、融合零件存在固有的限制，尤其是对于需要自定义功能的内外部零件以及具有独立元素的复杂多材料零件而言，这意味着传统的多步骤工艺往往无法满足对原型制作的需求。为探索 3D 打印如何能够帮助汽车行业实现快速迭代并促进复杂设计，我们将深入探究其低成本和高速度的特点。未来之路白皮书4设计路上的障碍汽车内饰十分复杂。在用户对某一特定设计的人性化和审美度方面，形状、适配度和功能性元素扮演着重要

4、的角色。尽管任何一位年龄在 16 岁以上的人都可以因外观“感觉”很棒而选择某辆汽车，但同时这位买家可能对内饰的要求会更高，认为许多内饰都“不太合适”。诸如杯托之类的装置长期以来一直是消费者争论的焦点：哪些好用，哪些不好用，哪些在汽车中配备充足，哪些不充足。但随着无人驾驶和电动汽车的出现以及共享文化的兴起，内饰设计将变得越来越重要。不可否认，这些无形的设计能决定用户体验为良好或是一般，这将要求汽车行业从业者更加重视该行业不断变化的需求。在本白皮书中，我们将仔细研究一个复杂内饰零件和一个复杂外部零件的产品设计过程，并讨论设计过程中各种必要步骤，而这些因素都可能会严重阻碍产品的上市速度。内饰汽车内饰

5、由仪表板、座椅、车门装饰条、车顶盖内饰板、方向盘、变速杆和一系列复杂的关联零件组成，通常还需要：塑料和光固化立体成型(SLA)铸造、木饰面、皮革切割、胶合以及再加工。在所有零件都匹配，并且在组装前，大约会经历五次原型迭代。每次迭代的时间在两周到几周之间，期间会出现大量劣质不良品。在最终设计获得批准之前，需要几个月的交付时间。白皮书5汽车内饰由复杂的材料组合构成，这使得快速原型阶段的设计验证更加复杂。通常，每个零件都需要单独生产，然后以无缝粘合的方式做成最终形式。变速杆组件是尤为复杂的内饰部分，需要将皮革或网纹织物与中控台的光滑塑料或木质表面结合。变速杆握把中还需要考虑人体工程学方面的变量（握把

6、通常由多种材料制成），这给原型制作带来了巨大的挑战。最终成果如何？中控台原型可能需要数月的时间才能达到最终批准的设计，具体时间取决于其复杂程度。成本变速杆组件原型的单次迭代成本约为 1,500 美元，而在进行最终的设计验证之前，预计需要 5 到 10 次迭代，此成本将迅速攀升。此外，在变速杆组件中，多材料原型必不可少，这对于传统制造工艺而言极为繁琐、耗时且昂贵。外饰无论是在夜间还是白天，汽车前后的照明组件都是非常显眼的设计元素，同时承担着重要的安全功能。如果没有清晰有效的灯罩，在夜间驾驶不仅困难，而且十分危险。但也不能忽视这其中的美学元素。前灯罩和尾灯罩作为一项安全功能的同时，其设计在汽车的整