賽車制造新玩法！3D打印守護新西蘭賽車制造公司創(chuàng)新之路

導讀：賽車運動，如廣為人知的F1賽車，是世界上速度最快、技術最為領先的運動之一。而賽車制造技術伴隨其運動的發(fā)展，一直在工業(yè)創(chuàng)新領域中遙遙領先。工業(yè)3D打印機制造商INTAMSYS遠鑄智能，將先進的工業(yè)FDM技術引入賽車制作產業(yè)鏈中，與賽車制造商們共同探索，賽車制造新歷程。

Hartley Engines 是一家來自新西蘭的賽車制造公司。他們?yōu)橘愜嚭鸵恍┬⌒推�車提供發(fā)動機的設計、研發(fā)和制造。他們的旗艦發(fā)動機包括10,000rpm、1,000+HP的V12發(fā)動機，以及高轉速的 “一級方程式啟發(fā) Formula 1 Inspired ” 四凸輪V8發(fā)動機。擁有卓越賽車生產技術的他們，在諸多賽車工程創(chuàng)新項目中獲得了獎項。而他們生產的賽車在新西蘭和澳大利亞各大賽車活動中贏得了冠軍，并且在邦納維爾打破了陸地速度紀錄（1000cc迷你車）。

圖：Hartley Engines公司開發(fā)的賽車部件

擴大業(yè)務只為更好地傳達賽車技術理念

在過去， Hartley Engines 的主要業(yè)務一直是為專業(yè)賽車比賽中的頂級團隊生產賽車發(fā)動機，他們的大部分的開發(fā)項目都非常保密，只為特定的客戶提供服務。最近，為了更好地傳達他們的賽車技術理念， Hartley Engines 開始向通用引擎開發(fā)商提供他們的引擎套件和開發(fā)技術，同時也向世界各地的普通消費者零售他們的賽車組件。

另外Hartley Engines 發(fā)動機的生產優(yōu)勢之一是能夠非常迅速地完成設計和相應開發(fā)，并且投入生產。他們的工廠由5軸數(shù)控銑床、數(shù)控車床、發(fā)動機測功機和氣流測試設備組成。

圖：尼爾森-哈特利（右）在FUNMAT HT工作室討論發(fā)動機設計理念

將增材制造技術帶入生產

因為隨著業(yè)務模式的變化，尼爾森和他的團隊也在不斷優(yōu)化他們的生產鏈思路，使其達到新的水平。他們開始嘗試采用增材制造技術生產部件，探索在發(fā)動機研發(fā)中使用3D打印的可能性�！拔液茉缇桶l(fā)現(xiàn)了使用3D打印的優(yōu)勢。一些高端聚合物的材料特性令人印象深刻，非常適合做我們發(fā)動機的進氣歧管和感應部件。我們用在進氣道的材料是，含有25%的碳纖維的高溫尼龍（PA），PA-CF的溫度兼容性優(yōu)于傳統(tǒng)工藝鋁。它的傳熱速度非常慢，這讓進氣道可以盡量保持涼爽，一旦低溫空氣進入發(fā)動機，其就能幫助燃燒�！� 尼爾森-哈特利還表示，

“3D打印流道和喇叭口的額外好處是設計的靈活性。我們非常重視進氣口的形狀，它不只是簡單地在一塊板上加工一個圓孔，我們可以3D打印完成極其復雜的曲線和形狀，從而使其與我們汽缸蓋的CAD模型保持一致。”

FUNMAT HT為真正滿足生產要求保駕護航

盡管3D打印的優(yōu)點充滿了吸引力，然而令 Hartley Engines 困擾的是，即便是在測試中成功了的3D打印的樣件，往往還是難以達到 “生產要求”。

在收到第一臺INTAMSYS FUNMAT HT之前，Hartley Engines在打印高溫聚合物的成功率約為15-20%。浪費的打印件遠遠超出了Hartley Engines的承受能力，當一些塑料的價格超過500美元/公斤（加上運往新西蘭的運費）時，通過3D打印零件來優(yōu)化產業(yè)鏈的可能性變得微乎其微。尼爾森激動地說道： “有很多業(yè)內人士跟我說過，我們不可能在3D打印機上制作生產零件，但INTAMSYS證明了我們可以做到！”

隨著Hartley Engines 采購了第二臺FUNMAT HT，現(xiàn)在他們正在車間里建立一個增材制造部門，另外一臺INTAMSYS FUNMAT HT也在采購中。

圖：使用3D打印部件、坯料部件和預浸碳纖維部件混合成的賽車發(fā)動機

隨著業(yè)務的發(fā)展，Hartley Engines 一直面臨著要盡快將零件推向市場的問題，由于賽車零部件都是單體定制，傳統(tǒng)制造工藝絕不可能滿足他們的需求。一臺INTAMSYS FUNMAT HT 3D打印機的成本是Hartley Engines 現(xiàn)有的5軸數(shù)控機床成本的1/30。 且傳統(tǒng)制造方法中的機器，設置起來耗時又繁瑣，只是為了加工或制造一個零件，Hartley Engines 往往需要花費數(shù)小時來設置機床和制作工具。而在合理規(guī)劃增材制造流程后，即使同時運行多臺打印機，也只需要簡單按下啟動鍵。所以FUNMAT HT實際上變得比設置數(shù)控機床更有效率，且具有更高的投資回報率。

圖：3D打印部件主要用于進氣歧管的空氣角和流道

3D打印也被用于制作渦輪增壓發(fā)動機的排氣管，下左圖是打印樣件。首先會用FUNMAT HT將樣件分塊打印，然后把幾塊樣件的表面仔細打磨后拼接在一起。下右圖是復合材料模具經過整個碳纖維鋪設和固化過程后制成的最終高性能產品。

圖：渦輪增壓發(fā)動機的通風口

相信在不久的將來，越來越多的賽車生產商會在不斷地創(chuàng)新跟探索中引入增材制造技術。也期待更多的優(yōu)秀制造商，如 Hartley Engines， 不放棄改革與研發(fā)創(chuàng)新，與 INTAMSYS遠鑄智能一起推進精益制造方法。

關于遠鑄智能

遠鑄智能（INTAMSYS）是一家全球領先的提供高性能材料3D打印和工業(yè)直接增材制造解決方案的高科技公司，由來自海內外世界一流高科技公司從事多年精密設備開發(fā)、高性能材料研究的工程師團隊聯(lián)合創(chuàng)建。公司在上海、東莞、德國斯圖加特和美國明尼蘇達有研發(fā)和營銷、技術服務中心，當前已建立了覆蓋全球的完整營銷和售后服務體系。

遠鑄智能（INTAMSYS）聚焦于航空航天、汽車、電子制造、消費品、醫(yī)療、科研等行業(yè)領域，提供從功能測試原型制作、工裝夾具制造到最終產品直接批量生產的完整增材制造解決方案，產品涵蓋設備、軟件、高性能材料及打印服務等。更多信息，請參閱www.intamsys.cn