從最大的技術加速器賽車制造看3D打印發展前途
賽車又稱一級方程式賽車，是世界上速度最快、科技含量最高的運動，一級方程式賽車的制造技術尤其處于開發制造技術的最前沿，這些技術有朝一日將成為工業標準。在與賽車制造商共同開發的過程中，機床和增材制造設備廠商也提煉出先進的制造工藝，從而進一步確認市場競爭地位。毋庸置疑，賽車運動仍然是最大的技術加速器之一。
技術加速器自上而下的作用
F1賽車運用的是最先進的加工技術，很多新的汽車技術都是在F1上進行最初的實踐。F1比賽對車的性能和生產工藝流程等都有著極為嚴格的要求，需要在材料的“輕量化”和“高強度”之間追求臻于極致的平衡，在追求極致的工業造型設計時還要經過大量的強度檢測及空氣力學試驗后才能為F1賽車使用。可以說這樣一個由數千個零部件組成的精密機械，其設計和制造不容絲毫疏忽。
賽車零件的設計考慮了可靠性因素，開發旨在減少這些零件不一致性的制造技術可降低比賽中失敗的風險。即使在微觀層面上，最微小的雜質或裂縫也會產生災難性的后果，特別在經歷極端的負荷情況后。在過去十年中，增材制造 – 也稱為3D打印 – 已成為賽車現代設計和原型制作過程的重要部分。
這其中，德馬吉森精機作為保時捷賽車的技術開發合作伙伴，不僅通過數控機床為保時捷開發關鍵零部件，幾年前就已經開始使用其LASERTEC混合增材制造設備為保時捷賽車生產零部件。金屬3D打印技術已經迅速成為德馬吉森精機企業的一個核心部分。而且通過Sauer工廠，德馬吉還在開發鋁合金的金屬3D打印工藝。
圖片：德馬吉森精機為保時捷開發的零件（數控加工）
不僅僅是保時捷賽車，更多的賽車品牌正在積極的引入3D打印技術以加快賽車研發速度，提升賽車性能。
比較經典的一個案例是法拉利賽車帶點陣結構的活塞頭。法拉利賽車發動機由意大利馬瑞利（Magneti Marelli）汽車零部件公司承擔，發動機輕量化和保持高強度水平是馬瑞利公司在進行發動機活塞頭設計時所主要考慮的兩個因素。2017年，設計師為零件添加了復雜的內部點陣結構，該結構能夠減少材料的使用，降低零件重量，又可以保證高沖擊區域的強度。3D打印的鋼合金活塞頭使法拉利668賽車的發動機點火室設計得到重塑,該零件能夠承受400bar的壓力，它使發得燃油實現充分燃燒。
另外一家，德國德累斯頓工業大學與德國Fraunhofer增材制造技術和先進材料研究所（IFAM）合作，通過Altair solidThinking Inspire基于增材制造方式重新設計了方程式賽車的轉向柱底座,將必要部件數量從四個減少為一個,節省了35%的重量（從500g減少至330g）,新部件提升了5倍剛度,減少了50%的設計時間,使用新的制造流程，節省了90%的材料浪費。
在國內，通過鉑力特（BLT）在輕量化設計方面的經驗和金屬3D打印技術的支持，北理工方程式賽車隊將賽車立柱的創新設計變成現實，不僅保證了極高的制造精度，并在輕量化上表現出色，立柱零件實物減重20%，強度提高140%。
雖然數字化和自動化的過程在中小企業中變得越來越根深蒂固，而增材制造仍在不斷健全生態圈追隨其發展。這些制造技術在賽車運動中獲得不斷的完善，最終自上而下的延伸到更廣泛的商業環境中。在過去的十多年中，在3D打印技術的影響下，零部件的設計發生了很大的變化。這些巧妙設計的產品將提升制造業的附加值，3D打印-增材制造技術將與機加工車間的其他制造技術有機的融合在一起，造就精確、強大的零件生產。
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