雷諾F1車隊(duì)的數(shù)字制造經(jīng)理Pat Warner已加入F1車隊(duì)30年， 與3D Systems的合作也長達(dá)近20年。盡管他聲稱自己職業(yè)生涯中的每一天都與過去不同，但其中三分之二的時(shí)間都與AM技術(shù)相關(guān)。
“當(dāng)雷諾初次接觸3D打印系統(tǒng)時(shí)，他們并不知道3D打印可以做什么，當(dāng)最終找到應(yīng)用案例時(shí)，材料又令人很失望：‘零部件容易破損且極易潮濕’。”Warner回憶道?；仡欉^去的20年，Warner的團(tuán)隊(duì)將AM應(yīng)用到了賽車制造的多個(gè)領(lǐng)域中去。
競爭對(duì)手Mclaren已與Stratasys聯(lián)手。正如Stratasys綜合解決方案高級(jí)總監(jiān)Tim Schniepp在本期封面故事中提到的，3D打印對(duì)于F1車隊(duì)來說受益諸多，尤其是在3D打印加工應(yīng)用方面。對(duì)于Warner和3D Systems來說，這些都已經(jīng)不是新聞了。
Warner告訴TCT：“我們首先將AM技術(shù)應(yīng)用到‘模具與夾具’上，盡管如此，這些材料實(shí)用性不強(qiáng)。”“它們也會(huì)因潮濕和光照出現(xiàn)裂縫與滑動(dòng)，但這并沒有給我們帶來太多阻礙?，F(xiàn)在的情況已變得相對(duì)穩(wěn)定，SLA技術(shù)已經(jīng)得到很大提升。我們也制造出一大批大型的SLS零件，我們有一套大型的SLS系統(tǒng)，讓我們可以挑選合適的材料來按需制造，甚至用陶瓷填充材料在高溫下增強(qiáng)穩(wěn)定性。”
今年TCT展會(huì)上，合作伙伴3D Systems在展位上展示了大量支撐賽車排氣系統(tǒng)的座椅夾具。這些夾具均采用SLA技術(shù)打印，即排氣系統(tǒng)的金屬端采用3D Systems的DMLS技術(shù)打印而成。這些并非是簡單的部件制造，但利用3D Systems技術(shù)，在制造夾具、排氣系統(tǒng)上起到了很大幫助。
“排氣系統(tǒng)的每一個(gè)零件都被彎曲后放置于夾具內(nèi)焊接，相鄰零件由另一個(gè)夾具固定，一個(gè)接著一個(gè)……..以此類推，”Warner解釋說。“制造一個(gè)排氣系統(tǒng)需要非常多的夾具。它們是相當(dāng)復(fù)雜的焊接，為了調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)分支的引擎體積必須完全相同。能夠在一臺(tái)設(shè)備上一次性完成所有的夾具，無需取出一塊金屬再放入另一塊，這個(gè)過程這對(duì)我們來說顯然很有優(yōu)勢，而且我們所采用的材料也足夠好。”
SLA 3D打印排氣裝置
實(shí)施夾具3D打印之前，雷諾的車隊(duì)需要依靠CNC加工夾具(這需要幾天時(shí)間)或需要組裝預(yù)加工或預(yù)切割的零件(這將花費(fèi)一周左右的時(shí)間)。采用3D打印技術(shù)后，他們可以在一整晚制造15個(gè)夾具。在賽車行業(yè)中，節(jié)省時(shí)間是最求之不得的，如果直到周四才做出最終決策，對(duì)周日比賽的影響將是巨大的。
在汽車變速器殼體的鈦鑄造方面，也取得了類似的省時(shí)優(yōu)勢。預(yù)加工的鑄型重20kg，壁厚1mm至1.5mm。采用60度熔模鑄造，打印兩個(gè)部分，每一份打印時(shí)間約為35小時(shí)，最后進(jìn)行組裝。
“這是一項(xiàng)重要的工作，”Warner強(qiáng)調(diào)，“比如說汽車尾部———懸架脫落，尾翼斷裂，所有載荷依次穿過該鑄件、引擎直至底盤。底盤是一個(gè)整體部件。底盤壁非常薄、強(qiáng)度很大且對(duì)細(xì)節(jié)處理要求很高，如果不采用增材，我們確實(shí)制造不出精準(zhǔn)的鑄件。針對(duì)這一點(diǎn)，除了增材之外，沒有任何一項(xiàng)其他技術(shù)可以直接制造出這樣的鑄件并達(dá)到我們所需的強(qiáng)度、細(xì)節(jié)和表面要求。增材制造完美的符合了我們的所有需求。”
這也適用于雷諾對(duì)于3D打印的整體運(yùn)用?；厥走^去，Warner認(rèn)為賽車運(yùn)動(dòng)推動(dòng)了增材制造技術(shù)的發(fā)展;展望未來，Warner確信兩個(gè)行業(yè)將會(huì)繼續(xù)共盈。他承認(rèn)未來仍有一段路要走，不過該技術(shù)在各個(gè)方面都會(huì)繼續(xù)有改善，同時(shí)雷諾集團(tuán)也會(huì)一直密切關(guān)注F1方程式對(duì)增材制造技術(shù)的使用。
分兩部分打印的消失模型
制造廠提供的部件
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