汽车行业 3D 打印解决方案

从概念造型、CMF 评审和工程验证,到生产工装、小批量零件与按需制造,Stratasys 通过 FDM®、PolyJet™、P3™ 和 SAF™ 等工业级聚合物增材制造技术,帮助汽车企业缩短设计与制造之间的距离。

面对车型迭代加快、多版本并行开发、个性化配置增加及生产现场快速响应等需求,汽车团队可以根据零件尺寸、材料性能、表面效果、使用环境和产量目标,选择更适合的增材制造路径。

从“等待样件”转向更快的工程响应

在汽车研发与制造过程中,项目常常并非被设计本身拖慢,而是在等待实体样件、等待工装、等待正式零件,或等待外部供应商完成下一轮修改。

随着新能源汽车、智能座舱、电子电气架构和个性化配置快速发展,汽车零件的版本数量、材料组合与验证任务不断增加。传统模具和加工方式仍然不可替代,但在设计尚未冻结、数量有限或交付窗口较短的阶段,其周期与成本未必适合每一项任务。

典型等待

  • 等待高保真样件:颜色、纹理、透明度、软硬组合及人机交互细节,需要通过实体模型完成评审。
  • 等待功能验证件:卡扣、支架、风道、接口和装配空间,需要通过真实比例零件确认。
  • 等待生产工装:车型、工位或工艺发生变化后,定位夹具、检具和末端工具也需要同步更新。
  • 等待低批量零件:高端车型、特种车型、个性化配置和售后备件,可能因数量有限而缺乏合适的模具经济性。

覆盖汽车开发与制造的四大应用阶段

汽车设计评审

01 产品与造型开发

汽车设计评审需要同时考虑比例、曲面、色彩、纹理、光泽、透明度与触感。PolyJet 可以在一次打印中组合全彩、透明、刚性和柔性材料,用于呈现内外饰设计、控制面板、灯组、按键、饰板和软触区域,减少大量手工喷涂、粘接和组装。

概念车与比例模型
内外饰造型和 CMF 评审
透明实灯及照明效果验证
方向盘、中控、门板和人机交互界面
品牌展示与车展互动模型
结构验证

02 结构验证与试制

装配夹具、检具、定位工具和机器人末端执行器直接影响生产准备周期、操作效率和质量一致性。增材制造可以围绕实际工序重新设计工具,将定位面、加强筋、把手、真空通道、版本标识和可替换嵌件集成在同一结构中。

卡扣、支架和装配结构快速迭代
风道与复杂的内部通道
中控、门板和大型内饰件结构
传感器、摄像头和线束安装件
电池模块散热件与验证托盘
多版本样件并行比较
制造工装

03 制造工装与生产支持

当设计方向基本确定后,团队还需要进一步确认结构、材料、成型和装配工艺。P3 功能材料、PolyJet 快速模具以及 FDM 工具可用于功能样件、注塑/吹塑过程辅助和短批量验证,帮助企业在正式模具投入前完成更多确认。

装配与定位夹具
检具、通止规和检测辅助工具
钻孔、移动和夹持导向件
机器人末端执行器和定制吸盘
锻造、密封件与流体输送工具
钣金试制模具和成型工具
小批量零件

04 小批量零件与按需制造

对于高端车型、特种车型、限量车型、个性化配置及售后备件;部分零件具有数量有限、版本较多、设计持续变化或传统模具成本较高等特点。经过验证的数字文件可用于按需制造,并在车型配置或零件设计变化后快速更新。

汽车的内饰件与协作件
风道与空气管路部件
线束卡扣、固定结构与传感器支架
赛车与特种车辆零件
售后备件和停产车型零件
过渡生产与供应链应急零件

技术与材料

PolyJet™

PolyJet™

核心能力:全彩、多材料、透明、柔性、高精细度与光滑表面

汽车应用:概念车、CMF、透明灯组、软硬界面、高保真设计展示、刚柔一体工装

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FDM®

FDM®

核心能力:工程级热塑性材料、大尺寸、耐用结构、碳纤维增强与高性能材料

汽车应用:大型功能原型、内饰结构、工装夹具、末端工具、成型工具、小批量零件

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P3™

P3™

核心能力:精细特征、高尺寸一致性、光滑表面与生产级树脂

汽车应用:卡扣、支架、连接器、小型外壳、精细工装和桥接生产件

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SAF™

SAF™

核心能力:高密度排布、无需专用支撑、尼龙材料与批量一致性

汽车应用:线束固定件、复杂尼龙部件、多车型多版本零件、小批量及规模化功能件

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重点材料方向

全彩透明柔性材料

全彩、透明与柔性

Vero™ 系列、VeroUltraClear™、Agilus30™、Digital ABS Plus™、ToughONE™;用于 CMF、透明车灯、软触区域和体验样件。

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工程级热塑性材料

工程级热塑性材料

ABS-M30™、ASA、FDM Nylon 12、FDM Nylon 12CF、ABS-CF10、ULTEM™ 9085/1010、Antero™ 840CN03;用于大型原型、工装和高性能零件。

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P3功能树脂

P3 功能树脂

IND3843、IND3955、Deflect™ 110、P3 Silicone 25A;用于精细支架、连接结构、柔性件与小型功能零件。

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SAF尼龙材料

SAF 尼龙材料

SAF PA11、SAF PA12;用于复杂结构、高密度排布与批量制造。

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中国客户案例

以中国一汽/红旗为核心,形成“中国制造落地 + 研发验证”案例组合

中国一汽与红旗:从研发验证走向内饰件小批量制造

红旗将 Stratasys 工业级 3D 打印能力带入造型评审、结构验证、小批量内饰件、经典零件复刻与生产工装等场景。F900 主要承担大尺寸工程级热塑性零件、内饰基材和工装;PolyJet 支持全彩、多材料、透明与高真实感评审;P3 用于精细卡扣、支架及装配面验证。

在高端及特殊车型项目中,F900 被用于制造内饰护板类零件基材,并围绕分段设计、拼接、表面处理、真皮包覆、尺寸检测与装车确认建立完整工程流程。这使 3D 打印由原型样件进一步延伸到有限批量的内饰装车应用。


敬请期待

红旗天工 S-Concept:PolyJet 全彩打印还原概念车设计语言

红旗天工 S-Concept 概念车模型需要同时呈现整车比例、复杂曲面、车身颜色、灯组轮廓和品牌视觉元素。PolyJet 全彩打印使几何结构与颜色在制造过程中同步形成,减少后续喷涂、调色和人工上色,并服务于车展互动、设计沟通和品牌展示。


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华晨宝马:FDM 与 PolyJet 支持新能源汽车研发与生产

华晨宝马在早期采用 Fortus 450mc 制造工装夹具,并进一步引入 Fortus 900mc 和 J850 Prime 等 FDM 与 PolyJet 解决方案。FDM 用于功能原型、工装和部分终端部件;PolyJet 用于全彩、透明和多材料样件,支持内部结构展示、模块区分、色彩评审及设计沟通。


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海外案例参考

丰田汽车:覆盖研发与生产四个阶段

丰田的典型应用可按照产品与零部件开发、制造工艺开发、生产线建设与装配、量产支持与维护四个阶段呈现,覆盖电池验证托盘、替代零件、焊接夹具、成型模具、机器人末端执行器、车门调整夹具、密封测试工具和生产线维修件等 17 类任务。

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通用汽车:大型 FDM 工装缩短制造周期

通用汽车使用 F900 和 ASA 制造大型车身包边工具。该案例可用于说明大尺寸 FDM 工装在交期、重量和成本方面的价值,但建议在页面中作为海外参考卡片,不抢占中国案例的核心位置。

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GrabCAD Print 数字化工作流程

  • GrabCAD Print™连接 CAD 准备、材料与打印参数、托盘排布、任务提交和设备管理。
  • GrabCAD Print Pro™通过精度、排布和生产力功能,支持更稳定的工程与生产任务。
  • Fixturemate通过引导式流程快速建立定制夹具,减少常规工装设计中的重复 CAD 工作。
  • Accuracy Center根据测量结果分析尺寸偏差并进行补偿,提高关键尺寸零件的一致性。
  • 数字化工装与备件库将经过验证的文件沉淀为数字资产,在需要时重新打印,减少低频工装与备件的实物库存。

为什么选择 Stratasys

作为 FDM 技术的发明者和工业级聚合物增材制造领域的先驱,Stratasys 提供 FDM、PolyJet、P3 和 SAF 等互补技术,以及相应材料、软件与专业服务。

  • 从高保真设计表达延伸到工程验证、工装和零件制造
  • 根据尺寸、材料、表面、精度和产量目标选择技术,而非用单一工艺覆盖所有任务
  • 通过受控成型环境、工程材料、软件管理和专业服务支持可重复的工业流程
  • 在中国汽车研发、试制与制造现场积累了红旗/中国一汽、华晨宝马等本土应用经验

您的汽车应用,适合从哪个环节开始?

提交零件、工装或应用需求。Stratasys 团队可结合尺寸、材料、性能、数量和使用环境,协助评估适合的技术路径。

相关资源

红旗XStratasys 3D打印行业应用白皮书

丰田汽车3D打印行业应用白皮书

汽车生产工装应用指南

F900大型工业级FDM3D打印机

J850 Prime全彩多材料3D打印机

Origin Two P3生产级树脂打印平台

常见问题解答(FAQ)

汽车行业为什么需要多种 3D 打印技术?

设计模型、功能件、工装和生产零件在尺寸、精度、颜色、材料性能和数量方面差异明显。PolyJet 更适合全彩与多材料评审,FDM 适合大型工程零件与耐用工装,P3 适合精细功能件,SAF 适合复杂尼龙零件和批量制造。

3D 打印只能用于汽车原型吗?

汽车企业已将其用于装配夹具、检具、机器人末端执行器、成型工具、小批量内饰件、替换件和生产支持。具体用途需根据材料、结构、工况和质量要求完成验证。

3D 打印零件能否直接装车?

部分经过完整验证的增材制造零件可以进入真实车辆应用,但不能仅根据“可以打印”判断是否适合装车。需要针对温度、载荷、阻燃、耐化学、耐候、后处理、法规及质量体系进行验证。

汽车企业适合从哪个应用开始?

设计团队可从 CMF 和高保真原型开始;工程团队可从装配验证件开始;生产团队适合从交期紧、修改频繁的夹具、检具和末端执行器开始。