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增材制造对汽车生产的未来至关重要

2025年06月      manufacturing

增材制造(AM),俗称3D打印,已不再仅仅是一个实验工具,而是已成为汽车行业的一项战略资产。丰田、福特和通用汽车等主要原始设备制造商(OEM)正在将AM纳入其生产流程,以提高灵活性、降低成本并加速创新。

然而,尽管采用率不断提高,但AM的完全工业化仍然是一个尚未开发的机会,它可以改变汽车的设计、制造和交付方式。

领先的原始设备制造商深知运用增材制造技术缓解供应链中断、解决工厂事故、缩短生产时间或节省成本的价值。然而,增材制造技术的长期效益远不止于应急修复,它需要完全融入日常制造流程。

与此同时,由于传统专业技能逐渐淡出劳动力市场,以及年轻一代选择不同的职业道路,原始设备制造商面临着劳动力短缺的问题。对于那些热衷于技术型领域的年轻员工来说,转向增材制造(AM)是接触尖端技术的一大吸引力。

将AM集成到汽车制造中可以提高持久的效率,并提供更具弹性和可持续性的流程。

AM在汽车领域的角色演变:从危机工具到战略资产

目前,当生产中断发生时,原始设备制造商(OEM)会求助于增材制造(AM)来实时解决问题。通过将增材制造直接融入这些流程,OEM可以提高准备程度,更好地避免意外情况,并提高敏捷性和效率。

Valiant TMS是一家全球自动化和模具供应商,该公司展示了如何将增材制造技术集成到核心制造流程中,从而带来显著的效益。Valiant TMS最初将其增材制造技术应用于快速成型,但很快将其应用扩展到模具制造领域,用3D打印技术取代了传统的机加工零件。

结果令人信服:

交货时间从4至6周缩短至仅3天。

成本降低了150%(主要是由于材料浪费和加工时间减少)。

由于内部生产能力,供应链风险被最小化。

这种混合制造方法,利用AM和传统方法,具有显著的优势:减少库存、简化物流,以及在需要的地方或附近按需生产零件的能力。

在充满不确定性的时期,尤其是在关税政策不断变化的情况下,增材制造技术为制造商提供了灵活的选择,以确保业务的连续性并快速响应市场变化。将传统制造与增材制造相结合,可以创建按需生产的混合环境,从而减少库存和物流负担。

同时,制造商降低了成本和交货时间,从而提高了效率,特别是在工具方面,因为AM可用于快速且经济高效地生产定制夹具、固定装置、模具和冲模。

通用汽车已经意识到在其工装流程中添加增材制造技术的价值。最近,他们利用增材制造技术改进了厂内流程,包括为装配线上的员工开发解决方案。

多年来,通用汽车一直在评估增材制造技术对其生产的影响,目前正将其融入整个模具制造流程。仅在2024年,通用汽车就实施了超过5,400个新的增材制造项目,并将在2025年推出更多项目。

吸引新的劳动力

据德勤(Deloitte)称,到2033年,美国制造商的净就业需求可能高达380万个,如果劳动力短缺问题得不到解决,其中超过190万个岗位可能会空缺。随着原始设备制造商(OEM)持续增加制造业投资,填补这些空缺岗位的需求也日益增长。尽管存在这种需求,但自2019年以来,Z世代在制造业劳动力中的占比却有所下降(从8%降至7%),尽管在此期间,已有超过2000万Z世代成年。

麦肯锡报告称,提高对技术的参与度可以提高年轻工人对制造业的吸引力以及留在制造业岗位的可能性,特别是在数字化和技术正在迅速重塑当今劳动力技能的背景下。

通用汽车正在利用其在增材制造领域的投资来吸引下一代人才。例如,任何熟悉计算机辅助设计的人都可以快速准备设计图,并通过增材制造打印机进行打印,从而消除了大量的手工劳动,并提供更安全的工作环境。

将增材制造融入其生产流程的汽车制造商,有机会通过新技术更有效地吸引、提升和留住员工。随着老一代员工退休,新一代员工寻求与创新技术相关的职位,该行业迫切需要一支精通数字技术的员工队伍。

增材制造正在塑造下一次工业革命

随着汽车行业经历其历史上最重大的转变之一,从内燃机到电动汽车,从手工劳动到智能工厂,增材制造正在成为关键的推动因素。

为了保持竞争力、敏捷性和面向未来的能力,汽车制造商必须超越增材制造的战术应用,将其作为生产战略的基础要素。如此一来,他们将能够释放效率、创新力和韧性,同时吸引下一代技术人才。