3D打印結(jié)合真空注塑助力西交大賽車隊(duì)制造核心部件

在西安交通大學(xué)，廣汽豐田賽車隊(duì)由一批愛(ài)思考愛(ài)實(shí)踐的小伙伴組成，他們團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是用一年的時(shí)間自行設(shè)計(jì)、加工、制造出一輛在加速制動(dòng)和操控性方面都具有優(yōu)異表現(xiàn)性的小型單座方程式賽車,參加中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽的8項(xiàng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)比賽。

看到上圖英姿煞爽的身影了嗎?這是西安交大的賽車手駕駛著自己設(shè)計(jì)調(diào)試的方程式賽車出現(xiàn)在大賽上。

在制作過(guò)程中會(huì)涉及到大量定制化的要求，需要在最大限度地控制成本和時(shí)間的前提下做到保證質(zhì)量的要求。所以，賽車隊(duì)在選擇合作方的時(shí)候十分看重方案的性價(jià)比和專業(yè)度。在選擇車隊(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的定制加工方案時(shí)傳統(tǒng)的加工方式存在加工難度大、周期長(zhǎng)、費(fèi)用高昂等問(wèn)題，使賽車隊(duì)必須尋找更可行的方案。

這個(gè)項(xiàng)目雖然不大，但是卻涵蓋定制需求、打印和傳統(tǒng)工藝結(jié)合生產(chǎn)最終件、經(jīng)費(fèi)有限、經(jīng)驗(yàn)有限等幾大特點(diǎn)。3DSYSTEMS中國(guó)QuickParts團(tuán)隊(duì)的解決方案涵蓋從3D打印到硅膠模具制作、真空注塑等整套流程，十分適合賽車隊(duì)小批量、定制化的需求，與賽車隊(duì)一拍即合。

Quickparts主要提供基于3D打印金屬和塑料零部件的定制化、批量原型服務(wù)。Quickparts解決方案改變了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造專業(yè)源部件的方式，使買家能夠在全球各地獲得部件生產(chǎn)的即時(shí)報(bào)價(jià)。還提供模具和終端零部件的制造服務(wù)，以及三種不同的熔模鑄造技術(shù)，力求把中國(guó)地區(qū)打造成整個(gè)亞太地區(qū)最大的3D打印加工服務(wù)基地。

聯(lián)手制定最佳解決方案

基于車隊(duì)的需求和Quickparts豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最終確定了3D打印與真空注塑技術(shù)相結(jié)合的加工方案。

當(dāng)然在這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到同學(xué)們對(duì)相關(guān)工藝還缺乏足夠經(jīng)驗(yàn)，工程師在查看了原始設(shè)計(jì)后對(duì)之提出了許多改進(jìn)意見(jiàn)，比如穩(wěn)壓腔結(jié)合面螺紋孔的布置以及穩(wěn)壓腔切開(kāi)面的角度調(diào)整等，考慮到穩(wěn)壓腔底面積較大，為避免翹曲把歧管底部的零件改為金屬嵌件增加強(qiáng)度和密封性同時(shí)節(jié)約制造成本。

QuickParts團(tuán)隊(duì)對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做了修改基于的考量是產(chǎn)品件和快速樣件制作有一定的區(qū)別，如選擇的材料、零件制作費(fèi)用、后期制作工藝都要在數(shù)據(jù)分析中考慮進(jìn)去，否則最終產(chǎn)品就可能達(dá)不到目標(biāo)或成本昂貴。比如對(duì)于壁厚較薄的部件必須考慮多次操作的斷裂風(fēng)險(xiǎn)，在制定方案時(shí)就有必要增加壁厚或改變材料使用金屬件+澆注以保證強(qiáng)度等等。

經(jīng)過(guò)努力成效顯著，零件按開(kāi)模具生產(chǎn)費(fèi)用估算在20萬(wàn)左右，周期在45天左右，而快速樣件復(fù)模生產(chǎn)周期縮短至6-7個(gè)工作日，費(fèi)用降為制作模具的十分之一左右。

看看這位同學(xué)說(shuō)的大實(shí)話，就喜歡這么誠(chéng)實(shí)的你~墻都不扶，就扶你！

△圖為西安交通大學(xué)方程式車隊(duì)

△圖為西安交通大學(xué)車隊(duì)參加比賽

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