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保时捷与MAHLE和TRUMPF合作,为其911超级跑车制造3D打印活塞

性能跑车制造商保时捷曾与机床生产商合作特朗普和汽车零件公司马勒其旗舰911超级跑车发动机的3D打印活塞。

利用激光金属熔合(LMF)3D打印技术,该汽车制造商的工程师已经能够优化汽车部件的结构,以适应负载情况。AI主导的添加剂制造还使保时捷能够将冷却管集成到部件的“顶部”。与该公司批量生产的活塞相比,这些功能不仅使活塞重量减少了10%,而且使发动机马力增加了30马力。雷电竞充值

保时捷高级驱动开发部的Frank Ickinger解释说:“由于采用了新的、更轻的活塞,我们可以提高发动机转速、降低活塞上的温度负载并优化燃烧。”。“这使得700 PS双涡轮增压发动机的功率增加了30 PS,同时提高了效率。”

雷电竞充值保时捷活塞的添加剂制造

利用3D打印而不是传统的生产方法来制造活塞,使保时捷能够将材料的使用集中在部件受外力最大的区域。这种技术使得活塞比目前的超级跑车要轻得多,3.8升双涡轮增压发动机可以产生额外的30马力,最大马力可达730马力。

MAHLE公司高级工程项目负责人多米尼克·阿贝尔(Dominik Abele)解释说:“3D打印技术使我们能够以仿生的方式构建物品,并生产出极轻但高强度的部件,这有助于我们在活塞设计中减轻巨大的重量。”。“我们现在可以以更高的转速运行发动机,从而产生更多的动力。”

特别关注的是活塞的外壳或其“裙部”,以及它与零件“连杆”(称为“弹球”)的接触点。在部件中加入冷却通道,降低这些区域的温度,并提高发动机的整体效率。此外,采用人工智能优化活塞的形状和底层拓扑结构,最大限度地减少了对支撑材料的需求。因此,只有零件“腕销”的孔需要在稍后的过程中移除。

保时捷使用MAHLE内部制造的高纯度M174+铝合金粉末生产了六个原型活塞,并使用3D打印工具进行3D打印特朗普5000系统. 在总共12小时完成的过程中,该零件的1200层采用激光熔化3D打印技术,将粉末成形为最终产品。然后,印刷活塞经过与传统活塞相同的准备步骤:加工、测量和测试。

保时捷的3D打印活塞通过了初步验证测试。照片通过保时捷。
保时捷3D打印活塞(如图)通过了初步验证测试。照片通过保时捷。

验证新开发的附加零件

一旦组件完成和配置,它们将进入保时捷的标准“脉动”测试,以检查其壁厚。这些部件还接受了“撕掉”检查,以确保其弹珠在负载下不会变形。不仅3D打印活塞通过了测试,他们现在还将进行进一步的板凳评估,这是为了测量他们的长期耐力。这些试验包括135小时的满载运行,以及25小时的不同速度的阻力负载,以测试其一致性。

MAHLE原型制造负责人Ulrich Kunzmann补充道:“结果出来了,所有的活塞都通过了测试。接下来是台架测试,在最恶劣的条件下进行200小时的耐久性测试。”。“积极的结果证实了3D打印的巨大潜力,特别是对于高性能、小型和有限的运行,以及在原型制作方面。”

虽然测试仍在进行中,保时捷还没有承诺将3D打印部件安装到其商用车辆。尽管如此,该公司确实表示,该活塞的设计是安全的,该部件还可以进一步优化,以获得更高的性能增益。“我们总是确保我们犯错误是出于安全考虑。我们的模拟结果表明,每个活塞的重量可以减少20%。”

扭振减振器可以变小,从而使发动机更自由地旋转。由于温度较低而增加的热阻也允许更高的燃烧压力和更提前的点火正时,这两个因素都可以提高功率和效率

因此,3D打印仍然是该公司未来发展路线图的重要组成部分,该公司对该技术在行业中的潜力感到兴奋。Ickinger总结道:“我确信增材制雷电竞充值造将成为汽车研发和生产的一部分。”“最迟10年。”

保时捷使用了特朗普的LMF 3D打印技术(如图所示)来生产性能增强型活塞。照片通过保时捷。
保时捷使用了特朗普的LMF 3D打印技术(如图所示)来生产性能增强型活塞。照片通过保时捷。

雷电竞充值汽车工业中的添加剂制造

虽然保时捷没有承诺在其生产的汽车中使用其新开发的活塞,但它在过去已经3D打印了一系列用于最终用途的部件。例如,2018年2月,超级跑车制造商开始印刷其稀有和经典汽车的备件. 在这之后,今年早些时候有一项声明称3D打印个性化斗椅用于欧洲赛道的40个原型。

其他汽车公司也从附加制造中获益,比如初创企业雷电竞充值青格,将启动其第一个3D打印的hypercar,21世纪,2021年。使用3D打印技术,这辆价值170万美元的汽车将比传统的生产方法重量和成本都有所增加,同时还将受益于制造时间的缩短。

雷电竞充值增材制造咨询公司APWORKS与此同时,他已经3D打印出一个金属零件最新布加迪凯龙超卡。排气尾管部件采用钛合金制造,以使其更轻、更耐高温。

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特色图片显示了3D打印活塞,这是由保时捷,TRUMPF和马勒合作开发的。照片通过保时捷。