輕量化的實現途徑主要有三大方面：一是材料的優化設計和應用;二是產品結構的優化設計;三是先進制造技術的開發應用。三者相輔相成以實現最終產品的輕量化制造，而這其中產品結構優化設計和材料的優化設計具有廣大的研究和開發空間。

　　輕量化的材料就是可以用來減輕產品自重且可以提高產品綜合性能的材料。材料輕量化，指的是在滿足機械性能要求的前提下，通過采用輕量化的金屬和非金屬材料實現重量減輕的方法。在當前的輕量化材料中，鋼鐵仍然保持主導地位，但鋼鐵材料的比例逐年下降，鋁合金、鈦合金、鎂合金、工程塑料、復合材料等材料比例逐漸增加。這些材料在汽車制造領域的應用尤其廣泛。

　　優化設計是實現輕量化的另一重要手段，不僅可以降低對材料的使用要求，還能減少昂貴材料的使用量，縮短加工時間。當前，輕量化結構設計方法主要包括以下幾種：點陣結構大規模替代實體材料，減輕重量同時賦予結構功能性;拓撲優化為增材制造提供創新設計，增材制造為拓撲優化提供制造手段;創成式設計，突破設計極限，實現結構不斷進化。

　　據汽車界人士預測，在今后十年中，汽車自身質量還將減輕20%，除了大量采用復合材料和輕質合金外，新材料的集成制造工藝會顯著降低車身部件數量，車身設計方法也將發生重大變化。

　　輕量化材料的使用必須與產品設計和制造工藝相結合，只有這樣才能達到有效的目的。開發適應輕量化材料的新工藝不僅可以加速新材料在汽車上的使用，同時還可以降低材料成本，有利于擴大應用。

　　輕量化的材料+創新型的設計+3D打印，新模式為減重進一步釋放了空間。材料和結構協同制造，使滿足更高要求成為可能。

　　3D打印作為一種先進的新型制造工藝之一，受到了來自汽車制造商的廣泛重視，它的優勢體現在增量制造所帶來的材料浪費損失的降低，以及集成制造帶來的輕量化效果的大幅提升。

　　目前，成熟的3D打印工藝和材料受到了很多汽車制造商的重視，大眾、福特、寶馬等汽車廠商均設立了包括增材制造在內的先進制造中心，這無疑為汽車的輕量化制造帶來了更多機遇。

　　來源丨增材制造技術前沿

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