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木造車?變色車?《電動車世代》木、鋁、鈦、碳纖維《3D列印》通吃(四)

木造車?變色車?《電動車世代》木、鋁、鈦、碳纖維《3D列印》通吃(四)

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動態操控
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內裝配備
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先進科技
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木造車?變色車?《電動車世代》木、鋁、鈦、碳纖維《3D列印》通吃(四)

▲羅馬尼亞木匠Peter Szabo花了三年時間,打造一輛全木製復古雙門敞篷車。未來使用3D列印技術,不但可以用木質複合材料造車,而且只需要一個月左右的時間!

長久以來,人類從來沒有放棄使用「木頭」打造汽車,可呈現出前所未見的優異質感與細膩紋路,可惜不耐刮、不耐撞、不好修、不好養,且隨著科技與生產線的進化,質量難以恆定的木頭,最終只能用在內裝修飾,但隨著3D列印技術的進化,未來木頭外觀汽車不再是夢想,而且可以大量製造,紋路也可以改變,價格成本與製作時間也很好商量。當然,如果您喜歡,也可以採用特殊的「溫感變色」鈑金,或是以漸層色彩呈現,想要來個「暗夜螢光」夜店風格也不是問題!

系列報導連結:

《電動車世代》模組平台+統一規格(一)|今日汽車產線看似先進、其實落後!

技術平台長這樣就贏了!《電動車世代》全模組化+制式規格(二)

電動車長這樣誰不想買?《電動車世代》全模組化+制式規格(三)

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▲木頭造車除了質感之外並無明顯優勢,今日雖不可取,但3D列印科技普及後,這樣的設計鋪陳只是小菜一碟,而且重量可以很輕、維修也可以很便利。

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▲羅馬尼亞木匠非常用心,內裝都是木材打造,包含方向盤,中空台則是直接坎入平板電腦做為控制介面,科技與質感同時呈現。

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▲今日確實有木紋外觀車體設計,但創作手法並非烤漆而是包膜,然而因鈑金縫隙的緣故,淺色木紋質感就沒有那麼優異。

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▲3D金屬列印可用於製造載運人造衛星的大型火箭,造車並非技術問題,而是成本壓力與商業運轉規模時機。

工業4.0  數位製造

講了這麼久的3D列印機,相信許多人還不知道這是什麼東西,基本上這是一個有別於傳統模具製造業的商品成形技術,常見的技術包含光固化3D成型(SLA、DLP、CDLP),粉床熔融成型(SLS、SLM/DMLS、EBM、多射流融合),熱熔堆積成型(FDM),材料噴塗成型(材料噴射、NPJ、DOD),黏著劑噴塗成型,直接能量沉積(LENS、EBAM)。光是看到這麼多的專有名詞,相信多數人就不想繼續研究下去,沒錯,我也是!所以在此只要說一句人話就好:3D列印不需要油壓或真空射出等大型機台,只見機械手臂動來動去,一件商品就此成形!宛如科技電影「第五元素」中的場景,只要「一張床」大小的機台,就可以掃描DNA並複製一個真人!

倚賴模具、擠壓、編織、熱固、射出、鑄造、鍛造、切削…的傳統加工方式相較,目前3D列印技術在產量方面依然吃虧,因為3D列印機目前的價位還是很貴、速度還是很慢,但未來效率進化、價位普及化、甚至深入公司與家庭、跟雷射印表機一樣普遍,一旦進入「全民皆勞工、家家都廠房」之際,其產能絕對不是開玩笑的!基於此,3D列印技術不會撼動傳統工業嗎?尤其是規模龐大、投資高昂、回收緩慢的汽車產業,沒錯,這道理就跟數位相機之於柯達、智慧型手機之於Nokia,未來跟不上潮流的車廠都會倒!

或許有人會問:家裡需要3D列印機做什麼?比如說睡覺前發現廚房水龍頭內部橡膠環破裂一直漏水,關閉總水閥怕半夜尿尿沒法沖水,若半夜衝去水電行敲門冒險敲門,深怕被老闆拿活動板手毒打一頓!此時只要簡單列印一個彈性墊圈,不需要更換整顆水龍頭就能正常使用,無須出門也不用看人臉色。有些人可能很疑惑~3D列印可以印出彈性墊圈?嗯…基本上要列印橡膠鞋底修補破損的慢跑鞋也可以!另一個例子,如果女兒想學小提琴,但爸媽都覺得小孩純粹是好奇想玩玩看而已,此時不妨先列印一台小提琴讓女兒先期練習,測試一下是否真的有興趣,據說3D列印未來也可以應用在加工食品!3D列印對於喜歡動手DIY的生活玩家來說非常實用,但是對於所有東西只想買現有成品「動口不動手」懶人族完全沒路用!

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▲使用碳纖維打造車體的BMW i8不會生鏽,因此設計師特別為i8打造一套「生鏽裝」!呈現與眾不同的質感,這都是未來車款的創意發想。

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▲獨一無二的Bentley Bacalar彩虹圖裝,需要經過多重工序,未來使用3D列印技術,想要「霓+虹」14漸層外觀都可以!

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▲變色烤漆是今日較為先進的塗裝技術,也可以用貼膜方式處理,未來可以應用變色、螢光、陶瓷、透明材質,再加上多層次金屬粉,搭配3D列印技術來完成,甚至可以將日本極為昂貴的漆藝金蒔繪、螺鈿工藝揮灑在車體設計上!

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▲這麼古典的設計工藝,今日只能以手工方式少量製造,但明日可望能大量製造!

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▲頂尖車款如賓利與勞斯萊斯,某些車主偏愛以紋路獨特的「樹瘤」打造車室內裝,但世上哪來那麼多大型樹瘤?但未來可以靠3D列印來實踐「偽樹瘤」視覺藝術。

天馬行空  創意無界

優勢一   材質非常多元、特性充滿變化:常見的3D列印材質概略有下列幾種,其中以塑膠類材質最為廣泛,大致上有下列幾種選項~PLA聚乳酸、ABS丙烯腈丁二烯苯乙烯、PETG / PETT聚對苯二甲酸乙二醇酯改良或變體(透明)、尼龍、PC(高強度透明)、HIPS高抗衝聚苯乙烯、PVA聚乙烯醇(水溶)、ASA丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、PP聚丙烯(難搞)、POM聚甲醛、PMMA亞克力(透明)、FPE柔性聚酯。軟質熱塑彈性材料有TPE、TPU、TPC,可以用來製作鞋子。

非塑膠類的其他材料也是五花八門,金屬類的計有鋁、鈦、銅、鎳、鈷鉻、不銹鋼、超強的馬氏體時效鋼等合金,鐵因高溫氧化問題難以成形並不適合使用。其他材料還包括木絲、可生物分解、導電、陶瓷、黏土、夜光、磁性、溫感變色、蠟、碳纖維等。

琳瑯滿目、五花八門的材料,相信讀者一定是眼花撩亂,但重點不在於各材質的深度瞭解,而是要釐清今日與明日造車材質的差異。傳統車輛製造大量仰賴鍍鋅鋼板,防鏽仰賴複雜與大規模的烤漆處理。未來應用3D列印技術後,不可能回頭走「全車浸泡+高溫固化防鏽處理」,以及高污染的表面烤漆處理,材質本身就必須具備防鏽或發色能力,此時使用塑膠材質打造車身外觀乃是優質選項,不但耐鏽蝕,遇到碰撞時略有彈性不容易破裂或變形。

因塑膠材質選擇多元,特性也不盡相同,不同塑膠複合之後特性又會改變,變化實在太大,搭配金屬或其他材質後,質感呈現更是千奇百怪、見怪不怪,彩虹漸層只是基本設計,金色(銅或鈦)、生鏽(刻意營造)、鋁質刷紋、木紋質感、絲布紋、半透明、透明+立體深度(怕干擾自駕系統)、碳纖維外觀比較屌!至於今日流行的消光外觀,未來反而是「很Low」的設計,因為用塑膠材質3D列印製造消光效果太容易,沒有一絲創意!

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▲金色外觀是身份與地位的象徵!然而特殊烤漆價格相當驚人,然而這種特殊色彩在3D列印領域乃是惺忪平常,沒錯,已經有許多人用3D列印技術打造項鍊、手環、戒指等人身飾品,傳統藝術也將面臨新考驗。

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▲使用3D列印技術打造汽車座椅支撐架,零件數從8個縮減為1個,重量減輕40%、剛性提升20%,使用原料也僅需原本的20%左右,因為傳統的切削與車製加工法會製造大量的金屬廢料。

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▲BMW、VW集團、GM集團…許多車廠已經導入3D列印技術打造車體零件。

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▲使用傳統工法,並沒有辦法生產這種輕量化+一體成形的車身結構。3D列印既然可以製造火箭與燃氣渦輪引擎(外燃機),製造一般引擎並沒有太大的問題。

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▲新的火星移民航太計畫乃是將3D列印機送到火星,在火星上列印火箭,將人類送往更遠的星球,或是用來往返地球。

優點二  造型無限、修改簡便、一體成形:傳統擠壓成形的車身鈑金架構,造型設計受到很大的限制,而且外觀乃是由引擎蓋、葉子板、車門、車頂、尾門…等數塊鈑件組合而成,鈑金縫隙明顯,對視覺藝術來說其實是「拼湊與貼補」等不雅特徵,如何讓車身外觀看起來是一體成形的模樣,始終是設計師的最高目標之一。然而這樣的願望在今日市售車上不太可能達成,但是用3D列印方式造車則是相對容易。雖然說一輛車還是要有車門、行李廂蓋、充電座蓋、天窗等設計,但3D列印技術要隱藏縫隙相對容易,對設計師來說無疑是一項利器。

更優異之處,乃是3D列印造型較不受約束,很容易在車體任何部位加上特殊的「裝置藝術」!此外,傳統鈑金在壓製過程當中,太誇張的弧度與折線,不是工序繁複或壓根做不出來,就是鈑件易破裂、良率非常低,此外太大的鈑件還要分段焊接或拼接,因此設計師必須對生產流程與工藝極限非常熟悉,因此一般鋼製量產車,很難搞得像碳纖維超級跑車一樣驚為天人。

然而3D列印介入汽車造型設計之後,即便是一般的房車,也可以搞得天花亂墜、胡說八道!此外,3D列印可以輕易做出鏤空造型,利於輕量化表現與創意發想,再加上強大的「一體成形」威力,有效縮減零件數量、減少組裝時間與公差問題、提升產品可靠性與耐用性、維修方面也更為簡便,可大幅降低車輛研發、生產、維修成本。

3D列印採用全數位化作業,不只創作迅速,亦能針對各種瑕疵迅速修正,此外還能等比例與「不等比例」放大縮小,設計與修改門檻變得非常低,一如攝影從底片時代進入數位世代,接著又進化為智慧手機必備功能,攝影師數量倍增但地位一落千丈,同樣的道理,未來的設計師亦非所謂的「專業人士」,大學生的作品有可能超越義大利Pininfarina工作室!

「等比例、不等比例縮放」其實很有趣,修改車身尺碼將變得非常容易,還可以量身製作不同乘客所需要的汽車座椅,普及至家用、辦公用座椅及各種家具通通可以。至於「等比例縮放」並非沒有意義,關於汽車研發過程的風洞測試、耐久測試、賽道性能測試、各種角度與速度的安全撞擊…,通通可以用「小一號」的模型進行測試,如此一來車廠就不需要一直租借大型風洞、大型測試場、大型震動機台、標準賽車場、大型撞擊實驗室,可節省寶貴的研發時間與成本。

因複製、模仿、修改、生產門檻降得太低,因此「侵犯智慧財產權」將成為3D列印技術普及後的嚴重問題,今日有盜圖、盜文、盜拷電影…之現象,明日則是盜車、盜船、盜拷飛機!甚至可以複製一個1:1的真人模型放在辦公室裡假裝出勤!沒錯,今日山寨車已非新鮮事,但「幹得出這種的事」的廠商屈指可數,然而3D列印普及後,明日將會是「十億用戶九億盜、不到一億在創造」的局面,無疑是「全民皆盜匪」!若不立嚴法保護將嚴重打擊創作者的權益與生計。

然而3D列印更可怕的亂象乃是槍枝與毒品氾濫問題!沒錯,如果家家都有先進的3D列印機,那麼「全民皆兵」的理想絕非遙不可及,只要取得相關程式,任何人都可以在家裡製造手槍、步槍、刀械等各類武器!即便只是塑膠子彈與塑膠槍枝,近距離依然具有水準以上的殺傷力。沒錯,未來3D列印機無疑是各大黑幫「街頭火拼」背後的黑科技!

至於製造各種藥物所需要的「大型化學反應器」,原屬於各大藥廠的昂貴設備與最高機密,然而此「機密」一旦被偷出來,再利用適當材質與3D列印技術打造「微型化學反應器」,在家裡就可以調製藥品,當然包括毒品!此劇情聽起來就像是普羅米修斯從宙斯神域偷走天火帶給人類光明,同時也帶來了毀滅,相信黑幫除了槍枝之外,對於「微型化學反應器」也相當感興趣!因此,3D列印機未來如果未能普及至家庭與辦公室,關鍵往往不是技術問題,是法律!

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