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在把3D列印引入汽車製造這件事情上,大眾集團是認真的

與不少走在行業尖端的汽車製造商一樣, 大眾汽車集團旗下的法國超跑品牌布加迪(Bugatti)開始將3D列印技術引入汽車製造領域。 事實證明, 3D列印技術對工程師而言, 是快速開發產品原型的一件利器。 該技術可以幫助汽車製造商把腦洞開得更大, 並以較低的成本將創意立即轉化成一個擁有實體的物品。

布加迪近期利用上述技術“列印”出一個全球最大的八活塞單體成型刹車卡鉗。 該部件據信將被應用於2018款布加迪Chiron。 刹車卡鉗的尺寸及活塞數量是衡量車輛制動性能的關鍵指標, 因此大尺寸、多活塞的卡鉗也通常被應用于高性能車上。

資料顯示, 2018款布加迪Chiron的發動機最大動力輸出高達1500馬力。 然而, 本次借助3D列印技術製造的超大型刹車卡鉗可以提供強大的制動力, 以確保這台重約1995公斤的高性能猛獸能在極短的時間內從420公里的最高時速完成刹停。

事實上, 這個刹車卡鉗的尺寸已憑藉31釐米的長度以及20釐米的寬度, 創造了新的世界紀錄。 布加迪工程師使用可用于3D列印技術的鈦材料製造了上述部件, 它也是目前汽車上最大的功能性鈦部件。

“我們的性能資料往往接近物理極限, 這對我們提出了極高的要求。

”布加迪技術開發負責人Frank Götzke表示, “在持續不斷地開發過程中, 我們總在思考, 如何利用新材料和新工藝, 使現有的車型變得更好, 或者如何設計布加迪未來的車型。 ”

布加迪觀察到, 在製造鈦部件過程中的附加工藝將令材料獲得極高的抗張強度。 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, 由該材料製成的卡鉗儘管重量不足5公斤, 但強度卻非常出色。

此類材料較難通過鑄造和衝壓成為一個單體部件, 而3D列印技術則可以解決上述問題。 此外, 可列印部件兼具高效及創新等優勢, 可令快速開發成為可能: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列印技術的應用或可被視作其母公司——大眾汽車集團將在製造工藝中全面應用此類技術的一個信號。

不久前, 這家德國汽車製造商宣佈將使用3D列印技術來大規模生產零部件。 目前, 該集團已開始生產3D列印的齒輪變速杆、發動機水路接頭以及用於連接門把手和皮革內飾的金屬件。

大眾歐洲汽車公司自前年開始在生產汽車零件的器械上採用3D列印而成的部件。 2016年, 這座位於葡萄牙帕爾梅拉的工廠生產了1000多台機械, 在零部件製造方面為公司節約了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(Worthersee)而推出的特別版GTI中, 利用3D列印技術製造了一系列特殊部件。 由於3D列印過程可以與設計同步進行, 因此不需要在時間方面預留提前量, 該技術還能降低生產成本, 甚至為工廠節約空間。 在配合輕量化材料方面, 3D列印技術也早已作為一種有效的生產手段, 在大眾汽車集團內部得到應用。 比方說, 一個3D列印的A柱窗架比普通窗架的重量輕74%, 因此在提高車輛燃油經濟性方面也有較高價值。

按照保時捷創新開發管理部門負責人Knuth Walczak的說法,“就連像活塞這樣需要高度受力的部件也能列印”。“因為材料是一層層疊加起來的,你可以系統地對其微觀結構施加影響。3D列印的部件在機械特性方面與普通的部件有著非常顯著的差異。”他說。大眾集團方面表示,小而複雜的部件比較適合採用3D列印的方式,這樣既能降低製造難度,又能提高效率,而較大的部件仍將通過傳統的方法得到製造。

奧迪內飾技術中心模具製造和金屬成型部門負責人Jörg Spindler表示,目前在一台汽車上,如果3D列印部件的數量維持在200個以內,製造商仍能保持盈利。他認為,通過技術改良,這個數位未來有望被提升到3000個。但目前對一些製造工時超過100小時的大型部件——例如發動機而言,就不太適用此類技術。

“這項新技術不會徹底取代傳統製造工藝,”Jörg Spindler說,“但它可以創造出一些新的可能。”

按照保時捷創新開發管理部門負責人Knuth Walczak的說法,“就連像活塞這樣需要高度受力的部件也能列印”。“因為材料是一層層疊加起來的,你可以系統地對其微觀結構施加影響。3D列印的部件在機械特性方面與普通的部件有著非常顯著的差異。”他說。大眾集團方面表示,小而複雜的部件比較適合採用3D列印的方式,這樣既能降低製造難度,又能提高效率,而較大的部件仍將通過傳統的方法得到製造。

奧迪內飾技術中心模具製造和金屬成型部門負責人Jörg Spindler表示,目前在一台汽車上,如果3D列印部件的數量維持在200個以內,製造商仍能保持盈利。他認為,通過技術改良,這個數位未來有望被提升到3000個。但目前對一些製造工時超過100小時的大型部件——例如發動機而言,就不太適用此類技術。

“這項新技術不會徹底取代傳統製造工藝,”Jörg Spindler說,“但它可以創造出一些新的可能。”

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