看豪車制造商布加迪如何利用3D打印進行產品重塑
豪華汽車制造商布加迪應用選區(qū)激光熔化金屬3D打印技術已有多年，布加迪應用這一技術的最終目標不是制造汽車零部件新產品的原型，而是用于最終零部件的生產。迄今，布加迪已經開發(fā)了3D打印的功能性零部件-制動鉗、擾流板支架、電機支架以及前橋差速器。那么，與傳統(tǒng)技術制造的零部件相比，布加迪開發(fā)的3D打印零部件有什么特殊之處？ 布加迪怎樣發(fā)揮3D打印技術在產品重塑方面的價值？本期，就讓我們通過布加迪開發(fā)的幾款金屬3D打印汽車零部件，來感受這一頂級汽車制造商應用金屬3D打印技術背后的邏輯。
圖：布加迪Chiron
重塑產品提升性能
鈦制動鉗
布加迪在2018年初發(fā)布了其通過帶有四激光器的選區(qū)激光熔化3D打印技術所制造的世界首個3D打印的新型八活塞整體式制動鉗。迄今為止用于汽車零部件增材制造生產的主要材料是鋁，而布加迪新的3D打印制動鉗由鈦制成。這款3D打印制動鉗是布加迪與Fraunhofer IAPT（前身是Laser Zentrum Nord）和Bionic Production 公司合作實現(xiàn)的。值得一提的是，布加迪通過粉末床激光熔融3D打印技術來制造新型八活塞整體式制動鉗并不是僅僅用于原型，布加迪強調了這一創(chuàng)新的示范性作用，以及作為國際汽車行業(yè)創(chuàng)新驅動力的作用。2019年年初，布加迪對這一3D打印的新型八活塞整體式制動鉗進行了性能測試。性能測試更是進一步揭示了這一創(chuàng)新的產業(yè)化前景，3D打印鈦制動鉗將應用于批量生產的車輛。
圖：布加迪的3D打印鈦制動鉗
布加迪新技術負責人FrankGötzke 表示，3D打印制動鉗能夠以375 km / h的速度應對極強度、剛度和溫度要求，制動力為1.35g，制動盤溫度高達1,100°C。3D打印制動鉗的抗拉強度為1250 N / mm2，材料密度超過99.7％。
輕量化擾流板支架
布加迪還進行了主動擾流板支架的重新設計，并通過選區(qū)激光熔化3D打印技術進行制造。
圖：布加迪的3D打印擾流板支架
由Fraunhofer IAPT生產的3D打印擾流板支架可根據(jù)空氣動力學進行高度和角度調節(jié)，使布加迪的1500馬力車輛在32.6秒內達到400公里/小時的速度，并在9秒內恢復停止。幫助布加迪實現(xiàn)擾流板支架重塑的另一個合作伙伴是西門子，西門子幫助布加迪優(yōu)化用于生產的3D打印擾流板支架設計方案，包括優(yōu)化重量和剛度，減少迭代次數(shù)。最終優(yōu)化的3D打印擾流板支架制造材料也是鈦金屬，拉伸強度為1250MPa，材料密度超過99.7％，重量減少53％。
集成水冷的小型電機支架
布加迪為Chiron超級跑車重新設計了小型電機支架，這個支架中集成了冷卻水路，而這種功能集成的復雜部件，只有通過增材制造技術才能夠實現(xiàn)。在功能上，這款3D打印小型電機支架能夠充當隔熱罩，顯著減少了電機傳遞的熱量。
圖：布加迪3D打印電機支架，集成了冷卻通道
自第一款布加迪 Chiron發(fā)布以來，這款創(chuàng)新的3D打印小型電機支架已安裝在該系列的所有車輛中，打印材料為AlSi10Mg（鑄造鋁合金）。與其前代跑車Veyron一樣，Chiron具有兩個獨立的水冷回路，即使在最極端的環(huán)境和運行條件下，也能將組件和系統(tǒng)溫度保持在可接受的水平。高溫回路用于冷卻超級跑車的1,500hp W16發(fā)動機，而低溫回路確保進氣冷卻溫度保持在適當?shù)偷乃健T電路的旁路流量過濾器為控制臺供電，同時將電子元件與變速箱油箱的溫度隔離。3D打印電機支架的主要作用是在打開和關閉7速雙離合變速器的兩個離合器的同時接合齒輪，當通過苛刻的操作過程行駛車輛時，電動機和泵的控制單元的溫度可以從130℃降低到90℃，降低40℃。
仿生優(yōu)化的前橋差速器殼體
布加迪在早期探索金屬3D打印技術在汽車零部件重塑中的應用時，開發(fā)過一款經過仿生優(yōu)化的前橋差速器殼體部件。
圖：仿生優(yōu)化前后的布加迪前橋差速器
布加迪利用金屬3D打印進行零部件重塑的腳步仍在前行，去年Formnext展會期間，由SLM Solutions 的金屬3D打印設備制造的布加迪 W16氣缸蓋罩在展會中亮相，目前這些部件被用于生產研究。未來，期待布加迪通過金屬3D打印技術實現(xiàn)更多顛覆性汽車零部件的生產。
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