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虽然内燃机仍然是当今汽车的主要动力，但电动汽车（EV）将在未来的交通和汽车行业中扮演重要角色。研究显示，自2016年以来，电动汽车销量每年增长超过40％，预计未来10-15年内，电动汽车将成为汽车行业最大的市场。

尽管该行业增长迅速，但由于制造难题——电动汽车的许多组件都很复杂，难以实现高效制造，所以汽车供应商仍然难以在电动汽车的销售中获得盈利。

就像化石燃料驱动的汽车一样，完整的供应链正在围绕电动汽车领域建立起来。在一、二、三级的汽车供应商对该市场的业务展开争夺的过程中，成本节约、上市时间和设计优化方面的优势将起到决定性作用。

为了尽可能地建立更紧密、更高效的供应链，汽车制造商必须去探索研究每一个领域中存在的机遇。其中就包含了在 Metal X 系统上使用纯铜材料3D打印电动汽车母线，实现3D打印生产汽车电气元件。本文将探讨对如何通过原型制作这些组件来缩短公司产品上市时间的同时，研究在哪些领域可以实现成本降低和设计优化。

母线设计：复杂但很重要

母线是一种导电金属条，在密集的电力应用中(如电动汽车)会将电流分配给子系统。

在电动汽车中，设计良好的母线是实现车辆高效配电的关键部件。然而，由于工程师必须要面对各种各样的约束条件，所以设计出一条正确的母线的过程可能极为复杂。正确的母线设计需要在外形因素限制和散热要求的范围内工作，这对于实现最佳电气性能至关重要。

电动汽车的母线通常由纯铜制成，因为这种材料的导电性很高。然而虽然具有优良的电性能，但由于纯铜价格高昂且交货时间长，在传统制造业中仍是一种难以使用的材料。

利用当今的技术获得竞争优势

汽车供应商正在研究如何实现快速且廉价的铜件原型制造，这些组件是至关重要的，而Markforged 的新技术正在帮助行业攻克这项难题。考虑到这项金属3D打印技术可以满足母线设计的性能要求，它会是一个强大的、具有高附加值的增材制造应用技术。

通常情况下，依靠传统的制造流程，制造一个母线原型，每次迭代的成本约为200美元，交付周期约为三周。虽然通过一系列的迭代就能获得最优化的零件，但高成本和较长的交付时间通常会迫使设计师在迭代次数上做出妥协，如果要赶工期，就可能无法实现对零件的最终优化。

3D打印纯铜原型母线设计的能力为电动汽车供应商提供了几个竞争优势：降低每次迭代的成本、避免了加工中心瓶颈造成的长交货期，并使工程师能够在试验的设计上快速原型制造出来。使用Metal X系统打印一个纯铜母线原型的成本通常只需55美元左右，交货时间仅为三天。Metal X可以在传统制造一次迭代的时间内完成9次迭代，这使得工程师可以在实现世界中验证设计，而不需要再浪费时间等待测试零件的制造。

Metal X系统实现了比以往更快、更便宜、更容易的导电材料的快速原型制作，这是第一台能够打印纯铜部件的金属3D打印机，金属增材制造技术只能打印铜合金的说法已成为过去；作为生产部件的母线必须由纯铜制成，因此铜合金的原型制作无法达到生产部件所需要的性能。

原型制造并非总是容易的

原型制造是非常重要的设计流程。几乎所有工程师团队都一致认为，能够快速、经济地将数字3D模型转化为物理对象（可以在现实环境条件下进行测试）的能力，可以为那些希望更快地将最好的产品推向市场并击败竞争对手的组织提供非常有利的投资回报。

今天，快速周转制造技术的应用实现了更简易的原型制作。连续纤维增强复合材料打印机可以在几小时内制造出拥有铝的强度的零件，金属3D打印机甚至可以在第二天就将不锈钢、工具钢、纯铜和铬镍铁合金制成的零件交付到你的手中。虽然现在的3D打印机使原型制造变得更容易了，但情况并非总是如此。在以往，制造商必须为每个原型制造都设立专职的机械工程师岗位，或是与第三方服务提供商签订合同。

当你能够把设计拿在手里并看到它的进步时，特别是当设计迭代的间隔只有几天而不是几周的时候，这种差异是非常明显的。显然，更多的时间和预算用于实验、评估和做出改变，意味着拥有更多尝试的机会来完善设计，至少可以实现在给定的时间范围内创作出更精巧的设计。

与传统制造相比，3D打印带来的快节奏设计周期通常具有更高的设计优化水平。这种差异可能是成为供应商竞争中的优势：实现了业务多样化，并扩展到不断增长的电动汽车市场。