事實證明，3D打印技術(shù)對工程師而言，是快速開發(fā)產(chǎn)品原型的一件利器。該技術(shù)可以幫助汽車制造商把腦洞開得更大，并以較低的成本將創(chuàng)意立即轉(zhuǎn)化成一個擁有實體的物品。
與不少走在行業(yè)尖端的汽車制造商一樣，大眾汽車集團(tuán)旗下的法國超跑品牌布加迪（Bugatti）開始將3D打印技術(shù)引入汽車制造領(lǐng)域。
事實證明，3D打印技術(shù)對工程師而言，是快速開發(fā)產(chǎn)品原型的一件利器。該技術(shù)可以幫助汽車制造商把腦洞開得更大，并以較低的成本將創(chuàng)意立即轉(zhuǎn)化成一個擁有實體的物品。
布加迪近期利用上述技術(shù)“打印”出一個全球最大的八活塞單體成型剎車卡鉗。該部件據(jù)信將被應(yīng)用于2018款布加迪Chiron。剎車卡鉗的尺寸及活塞數(shù)量是衡量車輛制動性能的關(guān)鍵指標(biāo)，因此大尺寸、多活塞的卡鉗也通常被應(yīng)用于高性能車上。
數(shù)據(jù)顯示，2018款布加迪Chiron的發(fā)動機(jī)最大動力輸出高達(dá)1500馬力。然而，本次借助3D打印技術(shù)制造的超大型剎車卡鉗可以提供強(qiáng)大的制動力，以確保這臺重約1995公斤的高性能猛獸能在極短的時間內(nèi)從420公里的最高時速完成剎停。
事實上，這個剎車卡鉗的尺寸已憑借31厘米的長度以及20厘米的寬度，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。布加迪工程師使用可用于3D打印技術(shù)的鈦材料制造了上述部件，它也是目前汽車上最大的功能性鈦部件。
“我們的性能數(shù)據(jù)往往接近物理極限，這對我們提出了極高的要求。”布加迪技術(shù)開發(fā)負(fù)責(zé)人Frank Götzke表示，“在持續(xù)不斷地開發(fā)過程中，我們總在思考，如何利用新材料和新工藝，使現(xiàn)有的車型變得更好，或者如何設(shè)計布加迪未來的車型。”
布加迪觀察到，在制造鈦部件過程中的附加工藝將令材料獲得極高的抗張強(qiáng)度。事實上，要使此類材料斷裂，必須在1平方毫米的面積上施加373牛·米的扭力。因此，由該材料制成的卡鉗盡管重量不足5公斤，但強(qiáng)度卻非常出色。
此類材料較難通過鑄造和沖壓成為一個單體部件，而3D打印技術(shù)則可以解決上述問題。此外，可打印部件兼具高效及創(chuàng)新等優(yōu)勢，可令快速開發(fā)成為可能：一個部件從概念到最終成品，僅需3個月的時間。
布加迪對3D打印技術(shù)的應(yīng)用或可被視作其母公司——大眾汽車集團(tuán)將在制造工藝中全面應(yīng)用此類技術(shù)的一個信號。
不久前，這家德國汽車制造商宣布將使用3D打印技術(shù)來大規(guī)模生產(chǎn)零部件。目前，該集團(tuán)已開始生產(chǎn)3D打印的齒輪變速桿、發(fā)動機(jī)水路接頭以及用于連接門把手和皮革內(nèi)飾的金屬件。
大眾歐洲汽車公司自前年開始在生產(chǎn)汽車零件的器械上采用3D打印而成的部件。2016年，這座位于葡萄牙帕爾梅拉的工廠生產(chǎn)了1000多臺機(jī)械，在零部件制造方面為公司節(jié)約了16萬美元資金（約合人民幣102.56萬元）。
去年5月，大眾汽車還在專為沃特湖改裝節(jié)（Worthersee）而推出的特別版GTI中，利用3D打印技術(shù)制造了一系列特殊部件。
由于3D打印過程可以與設(shè)計同步進(jìn)行，因此不需要在時間方面預(yù)留提前量，該技術(shù)還能降低生產(chǎn)成本，甚至為工廠節(jié)約空間。
在配合輕量化材料方面，3D打印技術(shù)也早已作為一種有效的生產(chǎn)手段，在大眾汽車集團(tuán)內(nèi)部得到應(yīng)用。比方說，一個3D打印的A柱窗架比普通窗架的重量輕74%，因此在提高車輛燃油經(jīng)濟(jì)性方面也有較高價值。
按照保時捷創(chuàng)新開發(fā)管理部門負(fù)責(zé)人Knuth Walczak的說法，“就連像活塞這樣需要高度受力的部件也能打印”。
“因為材料是一層層疊加起來的，你可以系統(tǒng)地對其微觀結(jié)構(gòu)施加影響。3D打印的部件在機(jī)械特性方面與普通的部件有著非常顯著的差異。”他說。
大眾集團(tuán)方面表示，小而復(fù)雜的部件比較適合采用3D打印的方式，這樣既能降低制造難度，又能提高效率，而較大的部件仍將通過傳統(tǒng)的方法得到制造。
奧迪內(nèi)飾技術(shù)中心模具制造和金屬成型部門負(fù)責(zé)人Jörg Spindler表示，目前在一臺汽車上，如果3D打印部件的數(shù)量維持在200個以內(nèi)，制造商仍能保持盈利。他認(rèn)為，通過技術(shù)改良，這個數(shù)字未來有望被提升到3000個。但目前對一些制造工時超過100小時的大型部件——例如發(fā)動機(jī)而言，就不太適用此類技術(shù)。
“這項新技術(shù)不會徹底取代傳統(tǒng)制造工藝，”Jörg Spindler說，“但它可以創(chuàng)造出一些新的可能。”
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