3D打印和發(fā)動機(jī)制造
幾乎沒有任何其他交通工具能像汽車一樣決定著我們的日常生活。實(shí)用工具、身份象征、運(yùn)輸工具……它的應(yīng)用范圍很廣。
但我們在這里不想談?wù)撜麄€(gè)汽車，而只想討論推動它的部件。它們不僅是實(shí)現(xiàn)從A地到B地的決定性部件，而且也是越來越多的批評和將汽車變成氣候改變者的原因：發(fā)動機(jī)部件。
層次的革命
3D打印的許多特殊功能之一是免工具制造。這意味著生產(chǎn)模具、模型、原型、單件或備件，而不需要耗費(fèi)大量時(shí)間和成本的特殊工具的制造。
同時(shí)，3D打印為部件的優(yōu)化和進(jìn)一步發(fā)展提供了前所未有的幾何自由。雖然傳統(tǒng)的制造方法只能在有限的程度上實(shí)現(xiàn)，或者根本無法實(shí)現(xiàn)，但這種設(shè)計(jì)方面在3D打印中沒有作用。由于逐層結(jié)構(gòu)，幾乎所有的幾何形狀都可以用數(shù)字和模擬方式生產(chǎn)。正是這種幾何學(xué)上的自由為汽車工業(yè)打開了新的大門，正如以下例子所說明的那樣。
來自3D打印機(jī)的賽車吸力系統(tǒng)
傳統(tǒng)上，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)位于車輛發(fā)動機(jī)組的頂部。它的工作是吸入環(huán)境空氣并將其導(dǎo)入發(fā)動機(jī)的氣缸。這種發(fā)動機(jī)的性能和效率在很大程度上取決于空氣充電的質(zhì)量。在這種情況下，任務(wù)是為一個(gè)8缸賽車發(fā)動機(jī)開發(fā)一個(gè)新的進(jìn)氣系統(tǒng)。最初的問題在于，鑄造所需的許多底槽和所需的核心。然而，通過使用Binder Jetting 3D打印，該模具可以被分解成五個(gè)不同的部分。一個(gè)頂盒，一個(gè)底盒，只有三個(gè)核心。在測試成功后，設(shè)計(jì)被最終確定并獲得批準(zhǔn)。今天，經(jīng)過測試的模具設(shè)計(jì)對應(yīng)的是一個(gè)系列解決方案。
通過3D打印技術(shù)制造的離合器喇叭口
我真的很驚訝，這個(gè)過程是如此順利，而且最后離合器鐘的表面看起來很好。
喬治-魯?shù)婪?，常?wù)董事康卡斯特
在節(jié)省時(shí)間和金錢方面，3D打印具有一些優(yōu)勢。但是，高度復(fù)雜的水套芯怎么辦？
在砂型鑄造中的水套芯是芯子設(shè)計(jì)方面的一個(gè)挑戰(zhàn)。復(fù)雜的幾何形狀和絲狀元素對于3D打印的大部分無限制的幾何自由和精度來說都不是問題。不同的幾何形狀可以在一個(gè)生產(chǎn)步驟中快速實(shí)現(xiàn)。
渦輪增壓器原型的快速制造
快速同時(shí)又環(huán)保的汽車是許多司機(jī)的夢想。帶有渦輪增壓器的現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)使這一夢想得到了一定程度的實(shí)現(xiàn)。它們是提高性能的關(guān)鍵，同時(shí)減少消耗，從而減少二氧化碳。雖然渦輪增壓柴油機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)，但渦輪增壓器在汽油機(jī)中也正在經(jīng)歷其復(fù)興。其目的是制造排量更小的發(fā)動機(jī)，但增加一個(gè)渦輪增壓器。這使它們能夠提供與大排量自然吸氣發(fā)動機(jī)相同的發(fā)動機(jī)功率。功率增加的部分原因是利用廢氣能量進(jìn)行多級渦輪增壓。
如果渦輪增壓器要以最大效率工作，它必須有最佳的幾何形狀。開發(fā)人員可以通過現(xiàn)代設(shè)計(jì)和模擬工具相對精確地確定形狀。但最終，由此獲得的結(jié)果必須在真實(shí)的組件上進(jìn)行測試和優(yōu)化。要做到這一點(diǎn)，專家們需要盡可能接近批量生產(chǎn)的原型，用系列材料鑄造。
更多案例研究
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