個性化需求驅動下的汽車3D打印定制化服務(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行小批量訂購了,對于這些配件,戴姆勒公司接受100個以內的任何數量訂購訂單。廠家之所以接受生產如此小批量的訂單,是由于戴姆勒采用了選區激光燒結3D打印技術來制造這些塑料配件,通過無模具的塑料件直接制造技術,生產少量塑料配件也是經濟的。
另外,戴姆勒公司還計劃用3D打印技術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。這項服務應用的3D打印技術仍是選擇性激光燒結,打印材料為尼龍粉末材料。經過戴姆勒公司的驗證,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打印技術進行制造的。
--個性化“皮膚”
左邊白色零件為Stratasys為大發汽車制造的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汽車推出了汽車前后保險杠和擋泥板“效果皮膚”個性化定制服務。“效果皮膚”實際上是3D打印設備制造的特殊幾何圖案,每一款“皮膚”的設計都融入了顧客的要求和想法,設計完成后通過Stratasys的工業級FDM 3D打印系統和抗紫外線的ASA熱塑性塑料制造而成。
--汽車動力系統改裝
改裝汽車發動機動力系統的主要目的是提升汽車的動力性能。實現這個目標的其中一種方式是優化發動機的進氣系統,使更多的空氣進入到發動機燃燒室中。因為,單位時間內進入到發動機中的空氣量越多,燃油就會燃燒的更充分,發動機就能產生更大的能量。
從冷空氣進氣口到發動機進氣歧管,幾乎所有的進氣系統優化工作都可以借助3D打印技術完成。
國外一位設計師為了讓自己的一輛老款馬自達汽車獲得更強的動力,對這輛車的冷空氣進氣管進行了優化。優化的目標是在有限的進氣管長度之內,讓發動機吸入更冷、更密集的空氣,將更多的氧氣帶入燃燒室。為了實現進氣口形狀的平滑過渡,以及盡量保證管道各個位置擁有一致的橫截面,設計師對冷空氣進氣管進行了十幾次的設計迭代。
設計師采用了ABS 材料來3D打印設計成熟的冷空氣進氣管,并通過“丙酮蒸氣浴”和XTC-3D涂層對打印后的零件表面進行光滑處理。這個ABS材質的冷空氣進氣管壁厚約3mm。
在進氣系統改裝中,還有一個應用是利用3D打印技術制造一體化的進氣歧管。這種應用目前多為賽車制造商所使用,但也可以為改裝車服務領域所借鑒。常用技術為選擇性激光燒結技術、尼龍材料或尼龍增強材料。根據3D科學谷的市場研究,Carbon 的CLIP 3D打印技術和專有的RPU 70材料,也可以用于制造進氣歧管,例如:大黃蜂賽車中改進的球形進氣歧管。
福特汽車將3D打印的進氣歧管安裝在了賽車上,其中一輛賽車還贏得了24小時Daytona汽車耐力賽冠軍。國內,長沙理工大學的大學生方程式賽車FNX-17中也安裝了3D打印的進氣歧管。
福特利用3D打印技術加速對賽車進氣歧管的改進和調試,進氣歧管的CAD模型在福特快速原型實驗室,接受分析后便通過3D打印機進行制作,一周后樣品即可用于測功機試驗和賽道性能檢測。
經過優化設計的3D打印進氣歧管更輕并擁有更好的進氣性能。3D打印歧管不僅僅是一個原型,還和碳纖進氣歧管集氣室搭配并被直接安裝在了賽車當中,為賽車獲得了超強的動力。
文中MINI 汽車部分,參考資料來源:EOS、BMW、蓋世汽車
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