让我们从一个似乎每个业内人士都同意的预测开始，尽管这需要对制造汽车所需的零部件种类进行大规模转变：到 2035 年，美国制造的汽车中至少有一半将是全电动的。美国密歇根州安阿伯市汽车研究中心(CAR)的总裁兼首席执行官卡拉·巴罗(Carla Bailo)说这是一个现实的估计，中国和欧洲的这一比例将远高于 50%。世界各国政府都在强制要求转变。汽车制造商在这项技术上投入了大量资金，以至于像Bailo这样的专家表示，很可能在 2035 年之前，电池将达到所需的能量密度，以满足甚至对里程有顾虑的美国人。

密歇根州特洛伊市 Automation Alley 的执行董事兼首席执行官汤姆凯利认为，到 2035 年，大多数消费者会得出结论，内燃机 (ICE) 汽车是一个糟糕的选择。它更贵，它的功能较少。因此，经过一段时间的缓慢增长后，电动汽车将会起飞。 Automation Alley 是一个非营利性工业 4.0 知识中心和世界经济论坛先进制造中心 (AMHUB)。

如上所述，大多数专家认为较小的电动汽车将由电池而不是氢燃料电池供电。但后一种技术对大型车辆更有希望。Bailo解释说，与电动充电站相比，推出大规模氢燃料基础设施将更加困难和昂贵。相反，她指出，重型车辆与轻型车辆的根本不同在于您不希望它们长时间停车充电。“我只是不知道对一辆电动半卡车来说，燃油经济问题到底是怎么解决。但燃料电池可能真的是有益的。”北卡罗莱纳州梅本(Mebane)山特维克公司(SandvikCoromant)的汽车业务开发经理布伦特·马什(Brent Marsh)提出，土方设备是另一个例子。“这些机器需要很高的功率密度。也许它们会转移到氢上。”

现代奇妙金属

显然，我们将建造更少的 ICE 和更多——更不用说更简单的——电动机和电池盒。除此之外，传动装置还“悬而未决”。正在考虑许多不同的驱动机制。可以在车辆的前部安装一个电机，也可以在后部安装一个电机分别驱动前部和后部。也可以用一个电动机驱动所有的轮子，就像我们今天所做的那样，或者每个轮子上都有一个电机。那可能是每个车轮上的电动发电机。可以有行星齿轮。……开发动力传动和电动机组的方法有很多种，市场上需要时间来找出最好的方法。

多年来，汽车轻量化一直是一种流行趋势，并将在一定限度内继续下去。研究表明冶金业不断进步，由于超高强度钢，钢铁行业对铝提出了强烈挑战。这两个行业都开始提供出色的产品，可以显着减轻重量。但专家认为2035 年还不会大量生产碳纤维复合材料，因为制造成本要高出 7 倍。

任何与动力传输相关的东西都必须由钢制成，包括齿轮、轴甚至轴承，正在转向硫含量极低的超洁净钢。有人称它们为“IQ”，或各向同性优质钢。硫的减少大大提高了钢的疲劳强度。因此可以生产更小的轴、更小的轴承和处理相同功率密度的更小的齿轮。这减少了部件的重量和尺寸，但更难加工。

一般来说，硬质合金刀具是切割这些钢的首选，除非零件是感应或激光淬火的轴承表面或类似的东西。在这种情况下，会使用 CBN 或陶瓷等高级工具材料。另一方面，也要注意电池生产对钴的高需求，这将推高硬质合金的价格。钴的供应有限。因此，研究人员正试图弄清楚未来的碳化物是否将是无粘合剂的。

研究表明，在过去十年中，减轻重量的材料改进在某种程度上被增加了舒适或安全的新功能所抵消。同样，具有更高功率密度的电池将减少推动更多减重的需要。考虑到汽车运输的性质，减重达到了收益递减的程度。

这给我们带来了另一个深刻的变化，它将影响从用于制造汽车零件的材料混合到它们的设计、它们的制造地点和制造者的方方面面：增材制造 (AM)。

随着 AM 加速，成本降低

例如，考虑使用 EOS 的LaserProFusion技术打印塑料零件。这种即将推出的方法比该公司最快的商用机器快五倍，后者本身是上一代机器的两倍。

塑料增材制造的当前技术在内部使用一个或两个 CO ₂激光器，具体取决于机器的尺寸。一般而言，您可以根据添加到系统中的激光器数量来提高速度。因此，四个激光器的速度几乎是一个激光器的四倍。但不是干扰两个 70-W CO ₂激光进入机器，通过切换到小的 5 瓦激光二极管，我们能够在同一空间中排列 980,000 个激光。例如，我们没有使用两个高功率激光器，而是使用了 100 万个小型激光器，它们可以在制造 100 个零件，每个光器独立工作。或者，如果您正在构建一个大部件，则所有 980,000 台激光器都可以在该大部件上协同工作。这项技术的商业化将是“该行业的一个巨大转折点”。到 2035 年，机器的生产寿命将结束，届时将推出更快的系统。

组织工厂的新方法

EOS 的 Walker 同样认为工厂可能会以一种材料为中心，而不是像汽车这样的行业。即使是小公司也可以在 3D 打印特定材料方面获得令人难以置信的效率。如果他们能在不同的垂直行业找到该材料的共同用途，那就是按需制造发挥作用的地方。”

大规模定制

随着向电动汽车的发展，AM 也“束手无策”。“在距我们位于 Novi 的办公室 10 英里车程范围内，可能有五家公司在设计曲轴之类的东西方面拥有丰富的经验。他们可能已经拥有这种能力 100 年了。但是对于电动汽车，有大量我们以前从未需要制造的新零件。”这为各种新进入者打开了这个领域。Walker 还提到了电动汽车使用的滑板架构，其中电动机、电池、悬架和转向系统嵌入在一些标准配置中，而身体和人类经常接触的一切都可以定制。

由于数字化制造能够实现大规模定制，因此客户会提出需求。或者更准确地说，只有那些利用 AM 支持的不断改进和定制的公司才能生存。

人们不会等待五年的生命周期，甚至两年的生命周期来进行微小的改变。看看特斯拉的做法：体积更小、产品变化迅速、开发周期短，从而消除了对硬工具的需求。可以使用由添加剂制成的软工具。人们会想要定制这些产品，就像他们今天可以定制他们的手机一样。您将需要不同颜色的短期零件。对于拼车服务，您将需要更换零件，这些零件必须在现场快速制作。很多快递公司都会自己维护。因此，添加剂将发挥作用。

与 Kelly 不同的是，Bailo并不一定认为 AM 会接管大批量零件——例如滑板的大部分。但对于人机界面来说，这将是必不可少的。她认为大多数买家并不关心现在谁在幕后制造了什么。并且在未来，推进系统将变得更加商品化。每个人都认为这是他们的秘密武器，因为它在里程和范围方面极具竞争力。但最终它不会成为今天的内燃机。

供应链问题

正如Bailo所见，“未来将取得成功的公司是那些了解如何分析风险，然后建立供应链来管理风险的公司。…这并不意味着一切都将进行本地制造。但是（公司）会非常有战略性地做到这一点，基于他们认为如果不进行本地化会使他们面临风险的因素。” Kelly 的 AM 站点分布式网络的概念将是一个巨大的帮助。

Wohlers同意“增材制造将有助于简化某些类型零件的供应链”，但补充说认证供应商需要数年时间。有人会认为许多增材制造部件的汽车认证将在 2035 年成熟。毕竟，我们的车身和商用飞机（包括关键的喷气发动机部件）中已经有了增材制造部件。如果医学界和 FAA 可以认证 AM 流程和零件，那么汽车行业也可以。AM 的另一个几乎隐藏的方面有助于保护供应链：相对于减法加工，它的简单性和稳定性。我们的系统非常具有可重复性，因为它全是激光技术。它不像数控机床，滚珠丝杠会随着时间移动和磨损。……每个滚珠丝杠移动方式都略有不同。也许驱动滚珠丝杠的电机磨损了，等等。我们的机器中没有任何活动部件。你有一个激光和振镜，一旦你对设置感到满意，就可以将它转移到其他系统，它会非常好地重复。AM 将使许多今天不是一线汽车制造商的公司在未来成为具有规模的汽车供应商。