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。”