個(gè)性化需求驅(qū)動下的汽車3D打印定制化服務(wù)(2)
--卡車、大巴車中的定制化零件
從2016年起,梅賽德斯 – 奔馳卡車中的部分塑料配件就可以通過原廠制造商戴姆勒公司進(jìn)行小批量訂購了,對于這些配件,戴姆勒公司接受100個(gè)以內(nèi)的任何數(shù)量訂購訂單。廠家之所以接受生產(chǎn)如此小批量的訂單,是由于戴姆勒采用了選區(qū)激光燒結(jié)3D打印技術(shù)來制造這些塑料配件,通過無模具的塑料件直接制造技術(shù),生產(chǎn)少量塑料配件也是經(jīng)濟(jì)的。
另外,戴姆勒公司還計(jì)劃用3D打印技術(shù)為其巴士汽車客戶提供小批量特殊零部件或配件制造服務(wù)。這項(xiàng)服務(wù)應(yīng)用的3D打印技術(shù)仍是選擇性激光燒結(jié),打印材料為尼龍粉末材料。經(jīng)過戴姆勒公司的驗(yàn)證,巴士汽車中的一體式零錢盒,支架、電線管道等零件是可以適合通過3D打印技術(shù)進(jìn)行制造的。
--個(gè)性化“皮膚”
左邊白色零件為Stratasys為大發(fā)汽車制造的3D打印”效果皮膚”
同樣是在2016年,日本著名小型汽車制造商大發(fā)汽車推出了汽車前后保險(xiǎn)杠和擋泥板“效果皮膚”個(gè)性化定制服務(wù)。“效果皮膚”實(shí)際上是3D打印設(shè)備制造的特殊幾何圖案,每一款“皮膚”的設(shè)計(jì)都融入了顧客的要求和想法,設(shè)計(jì)完成后通過Stratasys的工業(yè)級FDM 3D打印系統(tǒng)和抗紫外線的ASA熱塑性塑料制造而成。
--汽車動力系統(tǒng)改裝
改裝汽車發(fā)動機(jī)動力系統(tǒng)的主要目的是提升汽車的動力性能。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的其中一種方式是優(yōu)化發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng),使更多的空氣進(jìn)入到發(fā)動機(jī)燃燒室中。因?yàn)椋瑔挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)入到發(fā)動機(jī)中的空氣量越多,燃油就會燃燒的更充分,發(fā)動機(jī)就能產(chǎn)生更大的能量。
從冷空氣進(jìn)氣口到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管,幾乎所有的進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化工作都可以借助3D打印技術(shù)完成。
國外一位設(shè)計(jì)師為了讓自己的一輛老款馬自達(dá)汽車獲得更強(qiáng)的動力,對這輛車的冷空氣進(jìn)氣管進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化的目標(biāo)是在有限的進(jìn)氣管長度之內(nèi),讓發(fā)動機(jī)吸入更冷、更密集的空氣,將更多的氧氣帶入燃燒室。為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣口形狀的平滑過渡,以及盡量保證管道各個(gè)位置擁有一致的橫截面,設(shè)計(jì)師對冷空氣進(jìn)氣管進(jìn)行了十幾次的設(shè)計(jì)迭代。
設(shè)計(jì)師采用了ABS 材料來3D打印設(shè)計(jì)成熟的冷空氣進(jìn)氣管,并通過“丙酮蒸氣浴”和XTC-3D涂層對打印后的零件表面進(jìn)行光滑處理。這個(gè)ABS材質(zhì)的冷空氣進(jìn)氣管壁厚約3mm。
在進(jìn)氣系統(tǒng)改裝中,還有一個(gè)應(yīng)用是利用3D打印技術(shù)制造一體化的進(jìn)氣歧管。這種應(yīng)用目前多為賽車制造商所使用,但也可以為改裝車服務(wù)領(lǐng)域所借鑒。常用技術(shù)為選擇性激光燒結(jié)技術(shù)、尼龍材料或尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究,Carbon 的CLIP 3D打印技術(shù)和專有的RPU 70材料,也可以用于制造進(jìn)氣歧管,例如:大黃蜂賽車中改進(jìn)的球形進(jìn)氣歧管。
福特汽車將3D打印的進(jìn)氣歧管安裝在了賽車上,其中一輛賽車還贏得了24小時(shí)Daytona汽車耐力賽冠軍。國內(nèi),長沙理工大學(xué)的大學(xué)生方程式賽車FNX-17中也安裝了3D打印的進(jìn)氣歧管。
福特利用3D打印技術(shù)加速對賽車進(jìn)氣歧管的改進(jìn)和調(diào)試,進(jìn)氣歧管的CAD模型在福特快速原型實(shí)驗(yàn)室,接受分析后便通過3D打印機(jī)進(jìn)行制作,一周后樣品即可用于測功機(jī)試驗(yàn)和賽道性能檢測。
經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的3D打印進(jìn)氣歧管更輕并擁有更好的進(jìn)氣性能。3D打印歧管不僅僅是一個(gè)原型,還和碳纖進(jìn)氣歧管集氣室搭配并被直接安裝在了賽車當(dāng)中,為賽車獲得了超強(qiáng)的動力。
文中MINI 汽車部分,參考資料來源:EOS、BMW、蓋世汽車
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