3D打印在汽車制造領域的實際應用
Champion Motorsport是一家全球領先的專門為豪華車如保時捷、蘭博基尼、瑪莎拉蒂、法拉利等提供零部件升級改裝的公司。他們的其中一款產品就是針對保時捷997的渦輪增壓進氣管道。
原廠出品的保時捷997其實已經非常快了。據許多美國汽車刊物稱這款車型從0加速到60邁只需約3.4秒就,其最高時速可達180英里每小時,但對于某些人來說,還是不夠快。
為了優化跑車性能,Champion使用碳纖維制作改裝的進氣管道。因為碳纖維具有高強度、輕、薄的特點。使用碳纖維材料使得工程師們可以增加導管的內部尺寸,同時保持廠商產品規格中要求的外部尺寸。而管道內部尺寸的增加則意味著更多的氣流可以通過,這樣就提高了發動機的整體性能。
但Champion的技術團隊發現,當用傳統方法制造碳纖維進氣管道時,其結果往往令人沮喪。因為他們往往要面臨痛苦的選擇:要么犧牲進氣量要么犧牲美觀。
問題在于,傳統的加工方法無法制造內表面和外部表面都完全光滑的管道。據天工社了解,以前的制造工藝往往需要將其分成兩部分分別成型,然后再組合在一起。這就意味該部件會比整體一次成型的部件脆弱。而那些整體一次成型的部件制造時需要使用犧牲砂芯,并且其最終制造的部件往往達不到這種高端產品美觀上所要求的表面光潔度。
于是,Champion的工程師們轉向使用3D打印制造“可溶性模具”,以制造自己的進氣管。
該公司主任工程師Chris Lyew稱他們公司采用Stratasys公司的Fortus 3D制造系統和一臺基于FDM技術的Stratasys 3D打印機承擔了通過打印可溶性模具使碳纖維成型的任務。
他們制作的模具能夠360度包裹在碳纖維里,省去了制造成品所需的任何接縫工藝。 工人只要使用溶液把模具去掉,剩下的就是一根完全光滑的管子。Lyew稱之為“神奇配方”。
工程師們說,3D打印工藝制造了一個特殊由可溶性支撐材料的模具。該模具被完全被碳纖維包裹,一旦包裹完畢,工人們只需將完成的部件浸沒在溶液中,使可溶性支持完全溶解,僅留下成品的碳纖維進氣管。
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