Formula SAE
借力雷尼紹金屬增材制造技術(shù)，來自澳大利亞墨爾本斯威本理工大學(xué)的學(xué)生賽車團隊在澳大利亞大學(xué)生方程式錦標(biāo)賽(Formula SAE) 中取得了該校自參賽以來的最好成績。
Formula SAE由國際汽車工程師協(xié)會澳大利亞分會主辦，要求參賽的大學(xué)生團隊自行設(shè)計制造一輛單座賽車的原型，將它交付給賽事組織者虛構(gòu)的一家制造公司進(jìn)行評估。這些賽車將參加一系列賽道測試。此外，還將根據(jù)賽車的工程設(shè)計、駕駛經(jīng)濟性，以及各個團隊的市場營銷策略來評判各支車隊的成績。
挑戰(zhàn)
在比賽中使用電動汽車與燃油汽車競賽，面臨的最關(guān)鍵問題是電池重量。賽車上所有其他組件的重量必須降至最低，才能確保其速度優(yōu)勢。
斯威本理工大學(xué)的賽車團隊由來自工程、設(shè)計和商業(yè)管理專業(yè)的學(xué)生組成。該團隊對賽車在各種競賽項目下消耗的能源進(jìn)行了詳細(xì)計算。得到的結(jié)果之一是，在加速和制動過程中，車輪轉(zhuǎn)動慣量消耗的能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期。
團隊動力總成部門的負(fù)責(zé)人Ryan Wise臨時受命，研究減少車輪重量的方法，降低它們的轉(zhuǎn)動慣量。此外，隨著車輪重量的減輕，車輛的加速和制動性能會得到改善，同時懸架的響應(yīng)速度也會提高。
解決方案
Ryan找到了雷尼紹澳大利亞子公司，并帶著2015年參賽賽車的一個車輪，該車輪的輪轂蓋采用鋁合金制成，輪箍也由鑄鋁材料打造。Ryan進(jìn)行幾次迭代設(shè)計，使用增材制造技術(shù)制成體積更小的鈦合金輪轂蓋，用以替換鋁制輪轂蓋。
3D打印輪轂蓋
新設(shè)計還使用碳纖維輪箍代替了鋁制輪箍，最大限度減輕重量。雷尼紹工作人員為Ryan提供了符合增材制造特性的設(shè)計優(yōu)化指導(dǎo)，結(jié)果讓每一位團隊成員都感到滿意。
我喜歡使用雷尼紹增材制造設(shè)備的關(guān)鍵一點是，它能夠使我的設(shè)計更加復(fù)雜精妙，”Ryan說道。
“傳統(tǒng)制造方法設(shè)計零件時，我必須要對加工時所用刀具的尺寸和形狀了如指掌，對一些特殊的設(shè)計特征，還要考慮額外增加加工時間。現(xiàn)在，利用3D打印技術(shù)制造輪轂蓋，可以隨意增加任何想要的細(xì)節(jié)特征，而且加工時間保持不變— 對于傳統(tǒng)加工方法而言，難以想象?！?/FONT>
整個鈦合金輪胎套件的設(shè)計主旨是盡可能減少相關(guān)組件的后處理工作量。完成增材制造加工后，Ryan首先將零件連同加工托盤一起放入真空爐內(nèi)進(jìn)行處理，以釋放累積的應(yīng)力，然后使用電火花線切割工藝將零件從托盤上取下，最后對其表面進(jìn)行噴砂。
結(jié)果
新設(shè)計使用鈦合金輪轂蓋替換了鋁制輪轂蓋，配上了寬度更大的碳纖維輪箍，使每個車輪的重量減少了20%，轉(zhuǎn)動慣量降低了75%，賽車的加速和制動性能得以顯著提升。采用增材制造技術(shù)制成的輪轂蓋在保持賽車安全性的同時，每個車輪的總重量減少了1kg，賽車整體性能顯著提高，比賽成績恰恰說明了這一點。
“部件的打印過程輕松簡單，制造速度比我們制造上一組鋁制輪轂蓋要快得多。部件的高光潔度表面令我驚訝不已，無需再進(jìn)行任何精加工?！?/FONT>
“有些人看到這么薄的輪轂蓋肯定會有所質(zhì)疑，”Ryan補充，“我承認(rèn)，當(dāng)看到我們旁邊的車隊在比賽中報廢一個輪轂蓋后，我也曾感到擔(dān)心。但最后的賽道成績證明我們的輪轂蓋非常堅固。這要感謝雷尼紹，幫助我們制造出符合性能要求的部件?！?/FONT>
“我已記不清到底有多少人來過我們的維修站了，他們就是為了看看我們的新車輪，”他說道，“這些車輪給所有人都留下了深刻的印象，而且在比賽中從未出現(xiàn)過問題。”
（轉(zhuǎn)載）
