大眾開迪裝配一體化的3D打印仿生學前端結構

Altair、APWORKS、csi,、EOS 、GERG與賀利氏（Heraeus）通過合作為經典款汽車大眾開迪打造前端結構，展示了工業(yè)3D打印在汽車行業(yè)應用的的無限潛能。這種結構輕巧、穩(wěn)定，同時體現(xiàn)了高度的功能集成。在這個名為3i-PRINT的聯(lián)合開發(fā)項目中，參與的公司包攬了從設計、模擬、優(yōu)化、制造到后續(xù)部件生產的流程。從概念設計到最終的成品，該項目僅耗時9個月便得以完成。

圖片來源：EOS

承重結構的仿生學設計

由于汽車行業(yè)正在逐漸向電氣化方向發(fā)展，傳動器、制動器、熱處理以及空間和重量的減少對前端區(qū)域的設計都至關重要。此外，汽車的安全、性能和舒適度對結構設計與制造的相應要求也亟待解決。

因此，利用增材制造技術生產的前端構造是負重結構設計。它包含主動冷卻和被動冷卻的細節(jié)設計，例如用于冷卻電池和剎車系統(tǒng)的氣流管道。另外，熱處理、被動安全和液體貯存相關功能已經整合進前端模塊的仿生學負重設計中。附加功能與結構相結合的一個例子就是浸液罐——在進行拓撲優(yōu)化時可以整合進前端構造。

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全工藝鏈集結多方專家

遵循著這些目的，csi的專家開始設計、開發(fā)并建造前端結構。csi為汽車制造商和供應商開發(fā)車身、內飾及外部所需的高品質模塊；GERG，作為汽車和航空航天工業(yè)原型和小型系列創(chuàng)新解決方案的領先供應商，在這個項目中負責連接增材制造部件和搭建最終框架；Altair致力于模擬技術的開發(fā)和廣泛應用，以綜合和優(yōu)化設計和制造過程，在這個項目中，它的軟件解決方案被用于結構的設計、優(yōu)化、模擬和開發(fā)。

在概念機順利模擬并設計完成后，APWORKS接手3D打印組件最終尺寸設計的任務，借助其專業(yè)知識完成打印預備以及結構元素的增材制造。作為空客公司的子公司，APWORKS深諳最先進的制造流程，助力航空航天領域各行業(yè)將最佳制造概念運用到實際。在打印前端時，APWORKS使用的是金屬和高分子材料工業(yè)3D打印全球技術領導者——EOS開發(fā)的設備。金屬粉末專家賀利氏（Heraeus）為APWORKS所開發(fā)的高強度鋁合金Scalmalloy®供應符合條件的原材料，以制造組件。APWORKS通過為EOS M 400設備開發(fā)合適的打印參數(shù)，為打印過程提供了進一步支持。通過增材制造和創(chuàng)新材料的組合應用，該項目成功展示了傳統(tǒng)制造方法所無法提供的功能集成的可能性。

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一體化結構實現(xiàn)提升價值創(chuàng)造
接下來的幾年里，工業(yè)3D打印，或稱增材制造（AM），將驅動創(chuàng)新并影響決定性發(fā)展進程，在大規(guī)模制造中扮演著不可或缺的角色。這項技術已經在一系列行業(yè)里得到廣泛運用。就增材制造而言，其相關的生產和設計技術不斷迭代、進步，使得這項技術的性價比和效率不斷提升。換言之，工業(yè)3D打印的應用將繼續(xù)拓展——在汽車行業(yè)也是一樣。為了促進創(chuàng)新，并最終形成開發(fā)流程，在如今的設計和增材制造領域探索各種可能性顯得尤為重要。

當考量范圍不再局限于結構力學與輕量化結構時，增材制造對汽車工程的真正價值就能得到更有力的驗證。3D打印的一體化結構實現(xiàn)——即用最少的部件配置滿足最多的技術性能需求，及其帶來的附加值，將為汽車行業(yè)帶來可觀收益。3i-PRINT項目透過“開迪”的理念展示了未來技術發(fā)展的無限可能性。

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3i-PRINT項目：助力創(chuàng)新原型概念落地的研究與開發(fā)平臺

3i-PRINT項目由csi發(fā)起，旨在為創(chuàng)新概念原型落地提供靈活的研究和開發(fā)工程平臺。這個項目基于對新興開發(fā)工具與方法的使用，如工業(yè)3D打印。項目的目標是展示并充分挖掘最先進的制造方法及其無限潛力。3i-PRINT項目是一個開放的協(xié)作平臺，助力新想法快速落地成為可能。

csi團隊中負責車身輕量化設計的Stefan Herrmann表示：“我們很自豪能透過大眾開迪這一典型案例來展示由增材制造完成的前端結構。新型結構和新舊兩種結構的對比深刻展現(xiàn)了 3D打印和功能集成的潛力，尤其是在汽車行業(yè)。”他補充道：“我也想強調從最初的想法成形到最終實現(xiàn)，這一過程十分靈活、高效，在九個月內就得以完成。項目的參與公司都是行業(yè)內的領導者，杰出的合作和專業(yè)技術的融合使得3i-PRINT項目取得了顯著的成功�！�

Altair專注于仿真技術的研發(fā)和推廣應用，通過綜合和優(yōu)化設計、流程及決策來改進業(yè)務性能。Altair目前為私人所有，在全球擁有2600多位員工，總部位于美國密歇根州特洛伊城, 并在全球23個國家設立67個分支機構。今天，Altair已經為5000多家覆蓋廣泛行業(yè)的公司用戶提供產品與服務。

作為空中客車全資子公司，Airbus APWorks GmbH為許多不同的行業(yè)提供業(yè)已驗證的航空航天技術。該公司專注于金屬3D打�。ㄔ霾闹圃欤�，業(yè)務范圍覆蓋從組件、部件優(yōu)化設計到選用合適的材料，從原型開發(fā)到合格的批量生產。其在機器人、機械工程、汽車、醫(yī)療技術和航空航天等行業(yè)的客戶從功能集成和優(yōu)化的部件中獲益，減輕了重量和縮短了交貨時間。3D打印還允許制造比以往更復雜的幾何形狀。自2013年以來，Airbus APWorks GmbH一直位于慕尼黑以南的路德維希博爾考園區(qū)（Ludwig Bölkow Campus）。

csi是汽車行業(yè)的發(fā)展伙伴，擁有員工約600人，總部設在德國內卡蘇姆（Neckarsulm）。其他分支機構位于德國英戈爾施塔特（Ingolstadt）、辛德芬根（Sindelfingen）、慕尼黑（Munich）、沃爾夫斯堡（Wolfsburg）、茨維考（Zwickau）、魏斯薩赫（Weissach）和溫特貝格（Winterberg）。主流汽車制造商和眾多系統(tǒng)供應商都依靠csi專業(yè)技術來制造完整表面（分層）模塊、白色車身、外部、內飾和電子設備。csi將汽車行業(yè)的產品開發(fā)過程作為業(yè)務重點。另外，csi學院還為客戶提供咨詢服務，技術啟蒙和繼續(xù)教育以及項目管理，目標是保證行業(yè)所有發(fā)展階段的透明度。

EOS是金屬和高分子材料工業(yè)3D打印的全球技術領導者。成立于1989年，作為一家獨立運營的公司，EOS以先驅和創(chuàng)新者的身份，提供全面的增材制造解決方案。EOS包含系統(tǒng)、材料和工藝參數(shù)在內的解決方案組合幫助客戶在產品質量上建立決定性的競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)可持續(xù)性生產及長期經濟效益。

關于Modell- und Formenbau Blasius Gerg GmbH
Gerg制造零部件和組件原型、汽車和賽車行業(yè)的小型系列產品，以及航空航天和醫(yī)療技術行業(yè)的精密部件。得益于我們內部生產的深度與廣度，我們的客戶能夠從同一個供應商獲得多款復合高端產品，其中包括，工藝工程、機械加工、化纖增強塑料（CFK）輕質結構、激光熔融、照明技術、涂層、激光焊接、組裝和最終檢測。
我們實現(xiàn)想法。

文章來源：EOS