要了解3D打印在福特汽车领域的应用有多广泛，数一数福特汽车的引擎与变速器中的铸件数量就能知道。在一些新车型中，实际上所有类似铸件的原型都是采用砂型3D打印技术铸造的。

福特F-150卡车，配置有3.5L V-6发动机

也就是说，采用砂型 3D打印机为原型零件快速生成模具和型芯，不需要先制出图样。由于原型允许的设计数量增加，依赖3D打印产出的汽车会更好。

福特快速制造部门主管Paul Susalla先生参与了原型设计的大部分工作。他在Michigan州Dearborn的工厂工作，这里采用ExOne’s S-15 数字模具与制芯系统进行砂型 3D打印。他强调说，尽管我们谈到了原型，但福特的原型规模足以超过众多制造商眼里生产需要的数量。

 福特技术专家Dennis DuBay先生正在清理发动机组件砂型铸造模周围的细砂，该模型是在Michigan州Dearborn Heights工厂采用3D打印工艺制造而成的

“我们几乎在所有动力系统、悬挂和其他部件的原型铸件中使用ExOne S-15 系统，包括汽缸盖、气缸体、曲柄轴、前盖、油盘等。” Susalla先生说，“基本上，凡是在引擎和变速器中你能看见的铸件，都是采用砂型 3D打印技术进行的原型设计。”

现在福特汽车中的节能发动机引擎，最初是由3D细砂原型开发出来，图片中的是3.5L V-6发动机的引擎，用在福特F-150卡车中

这些零件会直接用于马力机测试或是测试车辆的引擎与变速系统中，以便获得数据，帮助工程师了解设计，决定是否有修改的必要。

“这些都是耐用车型。”福特增材制造技术专家Harold Sears先生说，“他们可以在马力机测试中运转1000h，相当于测试车辆行驶100000英里。”他说，福特发动机引擎上的原型设计零件都是这样制造的，包括“2L发动机上的所有原始汽缸盖，可以在很多的车型上看到。”事实上，“前100台发动机以及汽缸盖都是使用这种技术铸造出来的。”

之前与之后

汽缸盖是很难制造的零件，需要12~20个型芯和模具组件进行砂型铸造。在使用砂型 3D打印制造金属铸件前，制造汽缸盖的工艺包括生产模型，通常在模具板中对他们进行加工，然后在模具中填充铸造用砂。“生产所有模具需要花费数月时间和大量资金。此外，其中一些型芯很难制作。” Susalla先生说。

“使用3D打印后，现在只需把获取的文件通过设备输入，然后生产出相同的型芯即可。” Susalla先生补充道，“没有任何模具，不涉及时间问题。”

砂型 3D打印的优势

使用砂型 3D打印技术最重要的优势就是工艺流程的速度。“简而言之，如果你了解传统的铸造方式，你要等到数个月才能看到你的第一个铸件，而使用砂型 3D打印技术，只要数天到几周就能得到铸件。” Susalla先生说。

他解释说，如果你使用模具，可能四个月后才能得到你的第一个铸件，并且有可能发现最终得到的并不是你想要的。然后，则必须更换所有模具。“看看产品的开发周期，福特、通用和克莱斯勒，仅仅给你几个月到一年的时间来制定计划并生产出产品。” Susalla先生说，“作为一名工程师，你只有特定的一段时间来制造正确的零件。传统的方法可能只会给你三次机会获得正确的零件，但用砂型 3D打印技术可以让你在相同的时间创建多个设计，因为你不使用模具。”

在Susalla先生看来，你可以马上看到5~6种设计，而不是一种。然后在几周内你就可以完成对这些设计的测试，做出工程上的决定，并提出一些修改或者是要测试的新设计。因此，用砂型 3D打印技术用户将拥有大量机会来实现质量、成本、时间、节约燃料、性能以及安全性的最优化。

另外，一个众所周知的优势是：3D打印打破了传统设计的局限性。“你可以按照你所想的进行设计而不是制造的方式进行生产。” Susalla先生说。

然而，Susalla先生指出，当福特生产出汽缸盖时，模具的形状同用于制造时的形状完全一致，带拔模角度和分型线，为的是让测试零件能够充分接近传统生产工艺所制造出的零件。

按照Sears先生的观点：“如果不遵循这个规律，那么首次采用砂型 3D打印技术时就会出现一些问题。“我们并不是像传统生产那样制造零件，我们在做不可思议的测试。”他说。

无论是Susalla先生还是Sears先生都同意使用砂型 3D打印技术额外的优势在于：该技术促进了合作，在他们遇到生产问题时，砂型 3D打印技术帮助他们与制造工程师紧密合作。

“我们发现问题，并意识到工厂即将面临这方面的问题。” Sears先生说。“然后，我们把制造工程师和产品工程师聚集起来告诉他们，我们制造出了你们的原型，并且发现了生产中可能会遇到的问题。你们需要搞清楚这些。” 然后，这些人就开始一起对设计进行修改，以便适应批量生产。