隨著材料和技術(shù)的迅猛發(fā)展,3D打印技術(shù)已成熟應(yīng)用于航天航空、工業(yè)設(shè)計、醫(yī)療等高新領(lǐng)域。而在汽車行業(yè)應(yīng)用中,3D打印亦嶄露頭角,主要體現(xiàn)在制作汽車零部件上,那么,3D打印定制汽車零件有什么優(yōu)勢?讓我們來看看為什么像一級方程式賽車隊(duì)這樣的行業(yè)巨頭投資于這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。
賽車行業(yè)的主要挑戰(zhàn)是汽車的空氣動力學(xué)設(shè)計,這給汽車部件、汽車重量、測試和生產(chǎn)速度留下了很少的空間。在某種程度上,傳統(tǒng)的技術(shù),如鑄造或機(jī)械加工,在賽車運(yùn)動的設(shè)計改進(jìn)中沒有取得任何進(jìn)展。這就是為什么3D打印是將汽車運(yùn)動產(chǎn)業(yè)帶到另一個層次的終極解決方案。讓我們來看看為什么像一級方程式賽車隊(duì)這樣的行業(yè)巨頭投資于這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。
1、終極輕量部件
體重是決定比賽成敗的關(guān)鍵因素。為了表現(xiàn)出色,跑車必須相對輕一些。因此,它們的零件大多由鋁制成,鋁的強(qiáng)度相對較高,但重量較輕。
3D打印可以極大地提高賽車的性能。您可以輕松生產(chǎn)功能齊全的賽車運(yùn)動部件,3D打印材料將確保它們保持輕質(zhì)。
解決這個問題的另一個解決方案是格子,它可以在零件內(nèi)部實(shí)現(xiàn),保持結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,用減少重量和材料使用量來降低成本。
將3D打印的這一優(yōu)勢應(yīng)用到汽車運(yùn)動行業(yè)的實(shí)際案例是阿爾法羅密歐索伯一級方程式車隊(duì)。他們最終的汽車使用3D打印金屬部件!從散熱器進(jìn)口、中冷器組、排氣部件到車庫設(shè)備,3D打印制造正在改善其零件性能。
2、加強(qiáng)型風(fēng)洞試驗(yàn)
在賽車行業(yè),測試車型是非常重要的,不幸的是,參加F1等比賽的車隊(duì)沒有太多的機(jī)會測試他們的車輛。這就是為什么風(fēng)洞試驗(yàn)如此重要的原因。為了模擬比賽條件,將一個較小的汽車模型放在跑步機(jī)上,并施加不同的力,如風(fēng)力、高速等。
3D打印制造是風(fēng)洞試驗(yàn)的一大優(yōu)勢。它在這個行業(yè)很受歡迎,因?yàn)樗峁┑哪P捅葌鹘y(tǒng)方法更快、更高效和更便宜。如果零件或整個模型的原型需要調(diào)整,3D打印則是生成新版本的最快技術(shù)。
它與調(diào)整3D模型和再次進(jìn)行3D打印一樣簡單。沒有其他技術(shù)能提供像3D打印制造這樣的快速解決方案。阿爾法羅密歐索伯F1車隊(duì)一直在使用SLS技術(shù),每天生產(chǎn)多達(dá)300個零件!他們成功地制造了用于風(fēng)洞測試的內(nèi)部管道、手偏轉(zhuǎn)器和發(fā)動機(jī)蓋。
3、快速制造任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)齒輪原型
正如你所知,賽車是由許多部件組成的,這些部件需要絕對安全和功能齊全。為了達(dá)到最終的形狀、重量、強(qiáng)度和阻力,必須對零件進(jìn)行測試,并且需要許多原型來滿足所有的要求。
3D打印制造就是答案,它具有成本效益高、速度快、精度高等特點(diǎn)。原型的性能和行為與最終部件非常相似,允許測試提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和分析。一個F1小組報告說,3D打印每月可以制造超過2000個零件,用傳統(tǒng)的制造方法在這么短的時間內(nèi)是不可能達(dá)到的。
4、新設(shè)計自由,個性化定制
設(shè)計是賽車運(yùn)動生產(chǎn)的重要組成部分。為了參加比賽,這些車輛必須光滑,并具有出色的空氣動力學(xué)性能。這意味著實(shí)際汽車零件的空間非常小和緊湊。
除了快速和經(jīng)濟(jì)高效之外,3D打印提供了全新的設(shè)計解決方案。它不僅可以快速調(diào)整汽車零件和快速原型,而且在生產(chǎn)和測試全新想法方面具有很大的靈活性。適應(yīng)速度快,提高了生產(chǎn)、汽車和單件性能。
5、高度個性化定制的工具
在賽車運(yùn)動行業(yè),許多工程解決方案必須高度個性化,可能需要定制工具來組裝零件,而零件本身可能很復(fù)雜。
由于3D打印制造,工程師們現(xiàn)在可以制造堅(jiān)固的部件,并滿足這些特定部件的要求。從夾具到高性能工裝,開發(fā)這些配件和零件可以真正做到得失之差。同時你也可以從3D打印制造中獲益。塑料、樹脂和金屬的3D打印技術(shù)不僅適用于一級方程式車隊(duì),還有很多機(jī)會通過輕量零件、快速原型和定制工具來改進(jìn)生產(chǎn)。
3D打印汽車零件的例子
下面你可以看到一些由大型汽車制造商生產(chǎn)的3D打印汽車零件的例子。
保時捷
保時捷經(jīng)典款是保時捷經(jīng)典車型的一個分支,該部門正在使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)其稀有車型的零部件。由于是稀有的車輛,他們的原始部件并不總是被生產(chǎn)或發(fā)現(xiàn)。為了有合適的和準(zhǔn)確的工作部件,他們通過3D打印的。保時捷經(jīng)典部門曾研究過不同的制造工藝,但得出的結(jié)論是,3D打印是一種理想的經(jīng)濟(jì)替代方案,用于小批量生產(chǎn)不可用的零件,比如稀有的保時捷959的離合器控制桿。該部門使用SLM3D打印技術(shù)為鋼鐵、輕金屬和塑料部件制造特定的3D零件。
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