无论在航空领域还是汽车领域,减重都是经久不衰的话题。新兴的飞行汽车,是汽车技术与航空技术的跨界渗透与融合,在飞行汽车研发与制造中,减重也同样是重要的话题,对于飞行汽车的速度和性能提升都有非常重要的意义。增材制造-3D打印技术为通过结构设计达到零部件减重打开了空间,已成为装备制造领域实现轻量化的重要方式之一。10月24日,小鹏汇天在小鹏科技日发布了全新的飞行汽车,据悉,铂力特参与了该汽车部分部件的结构优化、外观设计及金属3D打印制造。
在当前航空和新能源汽车领域,金属3D打印参与减重已经成为重要话题。对于飞行汽车,零件减重对飞行汽车的速度和性能提升都有着非常重要的意义。而如今,在这两大应用领域,采用轻量化的材料+创新型的设计+3D打印,正在成为新的减重模式。
铂力特在飞行汽车的研发过程中,开展了该汽车卡钳与卡钳支架部分的结构优化与打印工作,成功实现了零件轻量化减重、整体化功能集成、复杂内腔结构制造,并缩短了研制周期和制造时间,为客户带来了重要价值。
在了解小鹏汇天对产品性能强度、预估重量、外观造型的需求之后,铂力特设计团队对卡钳及卡钳支架制定了结构-外观整体解决方案。其中,相比原卡钳零件,在保证结构强度和使用性能的基础上实现了30%以上的减重优化目标。同时,团队在外观造型设计中结合曲面拓扑、点阵晶格等特征结构,呈现出流畅且富有工业感和科技感的轮廓特征,既符合小鹏汇天带给人们“拓展智能、探索边界”的科技印象,也凸显了金属3D打印工艺对设计美感和制造难点的赋能与突破。
在材料使用方面,卡钳及卡钳支架均采用钛合金材料。3D打印技术参考查询到,制造汽车卡钳通常使用碳素钢、铸/锻造铝合金以及钛合金。碳素钢的缺点在于质量重,明显不复合现代轻量化的理念;铝合金最具有最低的材料密度,但当期在满足所需强度时,质量却不如钛合金;钛合金则具有最佳的比强度,是制造高强度、耐高温组件的最佳备选材料。实际上,2018年布加迪也曾使用3D打印制造了优化的钛合金卡钳,工程师对钛合金卡钳的耐久性与传统铸铝卡钳的耐久性进行了比较,在完成所有操作后,钛合金卡钳承受温度接近1000摄氏度,性能优于铸铝卡钳。
从结构、材料、工艺等方面,应用新设计、新材料、新技术来实现对汽车整体的减重,在将重量保持在最低限度且在严格的尺寸限制内最大限度地提高功能方面,基于3D打印的设计和制造能力就非常宝贵。
来源:增材制造协会
来源:增材制造硕博联盟