造車「印」實(shí)力｜利用FDM技術(shù)重塑汽車部件制造工藝
2023.03.16Stratasys/文
納瓦拉大學(xué)(University of Navarra)的研究生就業(yè)率在西班牙首屈一指，成為了高標(biāo)準(zhǔn)教育的典范，獲得好成績的原因之一是該校一直以來都鼓勵(lì)學(xué)生盡可能多地參與實(shí)際項(xiàng)目。例如，納瓦拉大學(xué)Tecnun工程學(xué)院的學(xué)生會(huì)參加一年一度的大學(xué)生方程式賽車(Formula Student)工程大賽。
學(xué)生們利用從課程中學(xué)習(xí)的工程技能，與其他大學(xué)的團(tuán)隊(duì)比賽設(shè)計(jì)并制造一輛方程式賽車。在最近的一場比賽中，Tecnun的主要任務(wù)是利用3D打印技術(shù)來提高汽車性能。團(tuán)隊(duì)很快就得出了結(jié)論：進(jìn)氣歧管的設(shè)計(jì)是決定成敗與否的關(guān)鍵因素，也是可以通過3D打印技術(shù)來改進(jìn)的地方。但是，Tecnun賽車技術(shù)總監(jiān)Javier Aperribay表示，制造進(jìn)氣歧管可不簡單。
“進(jìn)氣歧管的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，它包含好幾個(gè)關(guān)鍵組件，這些組件對四個(gè)進(jìn)氣歧管的空氣分布至關(guān)重要”
復(fù)雜進(jìn)氣口設(shè)計(jì)的3D CAD渲染，包含多個(gè)單獨(dú)的組件
打破傳統(tǒng)制造方法的限制
團(tuán)隊(duì)選擇使用碳纖維復(fù)合材料制造進(jìn)氣歧管，以減輕重量并降低油耗。通常，制造這樣的部件需要一個(gè)模具來鋪疊復(fù)合材料，然后才能制造出最終零件。CNC加工生產(chǎn)鋁制模具可以是一個(gè)選擇，但這種工藝通常靈活性低且成本高昂。后續(xù)的任何修改都會(huì)拖慢項(xiàng)目進(jìn)度并增加額外成本。
采用傳統(tǒng)方式生產(chǎn)鋁制模具需要兩個(gè)月的時(shí)間，因?yàn)闀r(shí)間緊迫，也無法對模具進(jìn)行任何迭代，團(tuán)隊(duì)意識(shí)到，這將會(huì)限制他們設(shè)計(jì)進(jìn)氣歧管。
化繁為簡
為支持這所大學(xué)，當(dāng)?shù)豐tratasys經(jīng)銷商Pixel Sistemas贊助了該團(tuán)隊(duì)，為學(xué)生們制作了FDM可溶解消失模具。
他們使用Stratasys Fortus 450mc 3D打印機(jī)搭配ST-130可溶解消失模具材料進(jìn)行3D打印，然后在外部包覆碳纖維復(fù)合材料，從而制造出進(jìn)氣歧管的模具。固化后，洗掉內(nèi)部的可溶解消失芯，便可以留下最終的復(fù)合材料零件——這是制造復(fù)雜形狀的理想工藝。
“在進(jìn)氣歧管的生產(chǎn)過程中使用Stratasys FDM可溶解消失模具，讓我們能夠使用碳纖維材料來取代笨重、低效的材料，與鋁制模具相比，ST-130材料可溶解特性非常出色，能實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的進(jìn)氣歧管形狀。進(jìn)氣歧管的第一個(gè)模具在5小時(shí)內(nèi)就通過3D打印完成制作，而傳統(tǒng)鋁制模具需要三周才能交貨?！?
——Javier Aperribay
Tecnun賽車技術(shù)總監(jiān)
該團(tuán)隊(duì)還指出，在固化過程中，這種材料能夠經(jīng)受121°C的高溫，在某些溫度下，其承受的壓強(qiáng)能高達(dá)620kPa。
加快生產(chǎn)速度，延長優(yōu)化時(shí)間
該團(tuán)隊(duì)利用在生產(chǎn)過程中節(jié)省的時(shí)間來改進(jìn)設(shè)計(jì)，最終的碳纖維進(jìn)氣歧管比使用傳統(tǒng)方法制造的歧管輕60%。為了檢驗(yàn)這一成果，Tecnun團(tuán)隊(duì)參加了兩場國際大學(xué)生方程式賽車比賽，取得了好的成績。團(tuán)隊(duì)也在計(jì)劃參加更多比賽，F(xiàn)DM可溶解消失模具是克服工程挑戰(zhàn)的一項(xiàng)利器。
制作完成的碳纖維進(jìn)氣歧管表面非常光滑，增加了氣流并提升了賽車在賽道上的表現(xiàn)
相關(guān)資訊
返回
1647
