DED上车倒计时:宝马2027量产元年,中国汽车的“换道”窗口还有多久?

作者:迟科萌 丁乾平

底盘安全件,也能用3D打印直接打出来吗?

宝马给出的答案是:能,而且不用后处理。在2023年的台架测试中,宝马用DED-Arc(电弧定向能量沉积,亦称WAAM)制造的"悬架支柱支撑"——一个要承受循环载荷的底盘安全件——即便不经任何表面后处理,也扛住了高负荷验证。

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BMW DED-Arc悬架支柱支撑件

这件事的意义,比它听起来更重。它意味着DED不再只是"做原型"的工具,而是开始触碰汽车上真正关键的结构件。

2026年5月,慕尼黑。宝马集团主办Automotive Circle 2026国际汽车增材大会,福特、现代、日产、通用、大众、奥迪、博世等全球主流车企与供应商悉数到场。会上,宝马展示了DED-Arc自动化产线的最新进展与2027年量产路线图,让这种名为DED(定向能量沉积,DirectedEnergyDeposition)的增材制造技术,成为了贯穿整场大会的焦点。

这是全球汽车行业第一次,将DED列为正式的量产技术。

一、DED是什么,凭什么让车企集体心动?

DED是一种以金属丝材或粉材为原料,以电弧、等离子、激光或电子束为热源,在零件表面逐层沉积成形的增材制造工艺。其中,以电弧为热源的DED-Arc(亦称WAAM,电弧增材制造),在大尺寸结构件制造、沉积效率、多材料梯度打印及产线集成修复等方面具备独特优势。

数据最能说明这条赛道的温度:据Mordor IntelligenceThe Business Research Company等机构测算,2025年全球增材制造市场规模约233亿美元,预计2030年将增至约593亿美元,年复合增长率约20%;其中汽车行业2025年细分市场规模约59亿美元,预计2031年增至约144亿美元,年复合增长率约16%,显著高于传统制造业平均水平。

当前汽车领域的增材制造,仍以粉末床熔融(PBF)和材料挤出(MEX)为主导——PBF在金属零件直接制造领域占据约29.8%份额,但DED与它们并非替代关系,而是互补:PBF擅长高精度复杂小零件,DED擅长大型结构件的快速制造和产线集成。也正因如此,当车型结构件越来越多、尺寸越来越大,DED的价值开始凸显。

二、风向标:宝马的2027量产路线图

要研判DED的行业走向,宝马给出了最核心的信号。

这家拥有超30年增材制造经验的企业,在慕尼黑北郊建有增材制造园区(AM Campus),投资达1500万欧元、建筑面积6000平方米,配备约80名专业人员与50台工业级增材制造设备,已累计生产超160万件增材零件,年产量突破30万件。

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BMW增材制造及DED-Arc发展路线图——1991年首次AM工具包到2027DED-Arc量产目标

宝马的DED-Arc布局路径清晰:

2015启动DED-Arc研究;

2021完成MX3D M1系统装机,启动工艺参数开发;

2023以底盘安全件"悬架支柱支撑"为典型应用完成台架测试——验证显示,DED-Arc组件即便不经表面后处理,也能承受包括循环载荷在内的高负荷;

2025该零件进入实车测试;

2027年(计划)实现首批组件系列化批量生产。

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BMW DED-Arc悬架支柱支撑件多角度视图

与铝压铸件相比,DED-Arc零件更轻、刚性更高、材料利用率更优、能耗更低,且可使用绿色电力。2025年,宝马提出"可规模化、自动化、开放材料"三支柱战略;其前序项目IDAM(联合12家伙伴、获德国教育部资助)已建成全自动金属增材产线,年产超5万件,人工介入从35%降至5%以下;POLYLINE项目建成全球首条全自动聚合物增材产线,成本降低约50%。这些工程积累,正是DED-Arc迈向量产的底气。

三、不止宝马:三大落地场景已经跑通

我们说DED在汽车的应用,已从单点验证走向系统化部署,是因为DED的应用已从单一场景扩展到产线集成、新材料创新、原型验证等多个维度:

1. 产线集成:模具制造与修复、零件直接生产

丰田联合DMG MORI,用DED-LB(LASERTEC 65 Hybrid)修复铝发动机缸体压铸模具,寿命恢复至原始水平,避免产线非计划停机。

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丰田汽车×DMG Mori——铝发动机缸体压铸模具DED修复案例

戴姆勒卡车联合美国俄勒冈制造创新中心(OMIC),用Gefertec DED-Arc制造大型注塑模具型芯/型腔——传统工艺需数周,DED-Arc仅需3天(2天增材+1天精加工),还能在模具内做出沿表面延伸的随形冷却通道,大幅提升冷却效率。

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戴姆勒卡车 × OMIC——大型注塑模具核心与型腔,3天完成(2天增材+1天加工)

另一值得关注的产线集成方向,是在现有铸件、锻件或冲压件基体上通过DED增材新结构特征,从而减少后续机加工量和装配工序,将增材工艺直接嵌入现有产线工艺链。

2. 梯度材料:多材料/功能梯度/表面强化

多材料梯度打印,是DED区别于其他金属增材工艺的核心优势。

奥地利Voestalpine(大众欧洲供应商)联合DMG MORI,在同一模具内实现外壳工具钢(高硬度)与内部青铜(高导热)的梯度分布,并嵌入冷却流道——传统工艺与PBF均无法实现此类双金属梯度结构。

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Voestalpine × DMG Mori——双金属梯度材料模具(外壳工具钢+内部青铜)

德国Fraunhofer激光技术研究所推进的EHLA(超高速激光熔覆)刹车盘涂层,则因欧盟欧7排放标准(刹车颗粒物目标限值约7mg/km)而具备"法规强制采用"属性,单面加工仅22秒,市场确定性极强。

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EHLA超高速激光熔覆刹车盘涂层——7法规驱动型应用

3. 新设计及原型验证:快速原型、零件整合与结构创新

西班牙Meltio450nm蓝色激光DED-LB,将梅赛德斯-奔驰SLR排气尾管由数十个独立部件整合为2个一体打印件,成本降50%;其赛车转向节采用DED-LB+CNC混合工艺,减重62.5%、成本降35.7%、交付缩短33%

荷兰MX3DDED-Arc零件已通过多项国际严苛认证,沉积效率达2–8kg/h

中国一汽解放汽车有限公司商用车开发院连接团队使用DED-Arc技术制造了全球首个3D打印商用车铝合金横梁,将材料利用率从CNC不足40%提至70%以上,以无模化支撑快速迭代;创新的十八分区策略将大尺寸精度控在±1mm,已计划启动上车实验。同时,同种工艺制造的两根钢质材料横梁正在进行台架实验和车辆搭载实验。

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中国贵州企业PIX Moving更以DED-Arc为整车核心制造技术,生产Robo-EV微型金属整车,无需模具、支持定制化,已于202411月实现公共道路测试。

四、中国的三张"好牌",对从业者意味着什么

前面说的是全球图景,落到国内,同样大有机会——但它不是"国家层面的利好"那么抽象,而是能直接落到具体的业务:

车型迭代提速=快速原型订单

我国年均新车型数量居全球前列,研发周期已从36—48个月压缩至12—18个月。对做装备、做服务的企业来说,这意味着持续的打样与原型验证需求——DED无需模具即可从数字模型直接制造金属件,天然契合这种节奏。仅研发快速原型,就是一块具备规模的起步市场。

新能源"无包袱"窗口=更容易切入的新客户

我国新能源汽车渗透率已达约48%,大量全新平台从零开发。新势力与跨界车企没有传统模具积累的包袱,对增材制造接受度更高,DED切入阻力小。但这一窗口期有时效性,平台架构一旦固化,导入难度将上升。

行业关注度升温=生态正在成形

在"装备强国—增材+汽车"专题交流会上,多家主流车企对DED表现出浓厚兴趣。据行业接触,比亚迪、小米、一汽解放、奔驰戴姆勒等已进入零件打样与工艺验证阶段,宝马、宁德时代、现代等已进入或接近批量应用。

五、但别高兴太早:还有四道没跨过去的坎

机会的另一面,是四个绕不开的硬骨头——这些才是真正决定DED能不能上车的变量:

成本账还没算平

DED-Arc沉积效率可达PBF的数十倍,听着很美,但表面质量差、后处理工序繁多,精加工、去应力退火一套下来,材料、能源、人工成本显著增加。要真进产线,单件工时得从"小时级"砍到"分钟级",这不是简单的优化,是量级跨越,对沉积速率和后处理效率均提出了更高要求。

一台设备不等于一条产线

汽车拼的是产线效率和一致性,单台DED设备形不成生产力。一条可用产线要集成机器人、在线质检、自动化后处理、MES……我国目前缺的是成熟的DED产线集成方案供应商,这不是堆设备能解决的。

材料和认证基本是空白

专用合金少得可怜,主要还得靠通用焊丝和粉材;没有统一的材料、工艺、检测标准,A类安全件的认证路径不清晰。尤其是多材料梯度打印,冶金机理和长周期服役数据都还没有足够积累。

工艺稳定性是命门

残余应力、热变形、气孔裂纹、逐层热积累……这些老问题直接影响过程能力指数(CPK)和百万件缺陷率(PPM)这种车企的硬指标。不把在线监测和闭环控制啃下来,谈量产就是空话。

结语:DED不会取代铸造,但会先吃掉这块市场

宝马的2027,是全球汽车业给DED定下的"量产闹钟"。但冷静看,DED短期内不会去和铸造、锻造抢大批量结构件的主战场——它的第一个真正的突破口,是那些"又大、又急、又特殊"的活儿:模具修复、随形冷却模具、小批特种件、多材料梯度件。

这块市场或许没有整车底盘那么耀眼,却足够实在:单子频繁、利润可观、对手少。谁先在国内把产线集成和认证体系跑通,谁就先吃下这一口。

对于中国的装备商、材料厂和零部件企业来说,现在的问题不是"DED要不要上",而是"在宝马量产之前,我的位置在哪"

注:本文数据来源于公开行业研究、企业官方信息及第三方市场分析。市场估算基于合理假设和模型推演,仅供参考

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