應(yīng)用案例│2017版3D打印方程式賽車FNX-17即將榮耀出征

2017年10月9-16日，"2017中國大學(xué)生方程式汽車大賽"（以下簡稱2017 FSC）將在湖北襄陽夢想方程式賽車場激情開賽。由工業(yè)級3D打印領(lǐng)航企業(yè)華曙高科提供技術(shù)支持，長沙理工大學(xué)CRT賽車隊(duì)為主體研發(fā)制造的3D打印"2017版方程式賽車FNX-17"即將榮耀出征，在賽場上演繹"速度與夢想"。

FNX-17賽車延續(xù)往年成熟經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用3D打印技術(shù)以實(shí)現(xiàn)賽車輕量化和優(yōu)質(zhì)化。其方向盤、立柱、進(jìn)氣總成、搖臂等41個(gè)關(guān)鍵零部件均采用華曙高科先進(jìn)的3D打印技術(shù)，其中60%采用了金屬3D打印技術(shù)。

賽車各零部件嚴(yán)絲合縫，車身設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、輕量化等性能更優(yōu)異，整備質(zhì)量僅為225KG，加裝限流閥后最高時(shí)速可達(dá)140Km/h。相較于傳統(tǒng)的鍛造、鑄造等復(fù)雜的工藝，3D打印技術(shù)簡化了中間環(huán)節(jié)，從而減少了人力與物力的消耗，將生產(chǎn)時(shí)間從6-8個(gè)月縮減到了4個(gè)月，大約縮短了25%~40%的生產(chǎn)周期。

9月21—23日，華曙高科將亮相中國國際汽車商品交易會，華曙高科常務(wù)副總經(jīng)理陳勃生將于9月21日上午發(fā)表主題演講，介紹華曙高科最新最前沿的3D打印汽車應(yīng)用案例。

展會預(yù)告

時(shí)間：9月21—23日

地點(diǎn)：上�！�國家會展中心（上海虹橋）

華曙高科展位：T95-6（3D打印專區(qū)）

演講主題：華曙高科3D打印汽車行業(yè)應(yīng)用

演講時(shí)間：9月21日11：00—11:30

演講人：華曙高科常務(wù)副總經(jīng)理陳勃生

獨(dú)具匠心的3D打印賽車零部件

輪輻輪轂一體化

打印材料：鈦合金

打印設(shè)備：FS271M

輪輻輪轂是支撐輪胎的金屬部件，在賽車靜態(tài)停車的過程中起支撐整車重量作用，在行駛過程中起連接傳動軸、承受發(fā)動輸出扭矩的作用，是賽車整體零部件組成中十分重要的部分。

輪輻輪轂一體化的結(jié)構(gòu)能使汽車更好地實(shí)現(xiàn)輕量化，若使用傳統(tǒng)減材制造方式，材料去除率高達(dá)到93%，浪費(fèi)嚴(yán)重，而金屬3D打印技術(shù)能使此類異型零件一體成型，在曲面型零件制造中具有絕對的優(yōu)勢。

前、后搖臂

打印材料：不銹鋼

打印設(shè)備：FS271M

FNX 賽車結(jié)構(gòu)布置不同于一般的汽車，懸架與普通的汽車有少許差別。在賽車靜止時(shí)，搖臂將地面對車輪的支持力傳遞到減震器；在賽車高速過彎運(yùn)動時(shí)，搖臂還將承受一個(gè)超過1G的橫向加速度，所以，搖臂需要較高的力學(xué)性能以支持整個(gè)懸架系統(tǒng)。

前后搖臂結(jié)合3D打印技術(shù)的先進(jìn)優(yōu)勢，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷優(yōu)化，最終在減輕25%質(zhì)量的情況下，提升了20%的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并且與傳統(tǒng)工藝相比，3D打印的搖臂結(jié)構(gòu)節(jié)省了70%的坯料。

噴油器支座

打印材料：鋁合金

打印設(shè)備：FS271M

該部件是發(fā)動機(jī)噴油器的支座，為了防止燃油泄漏產(chǎn)生意外就要保證各個(gè)噴油器支座之間間距相等，采用傳統(tǒng)銑削工藝存在加工難度大、銑削量大等弊端，而采用3D打印技術(shù)能大大提高材料利用率，其鋁合金材質(zhì)能在保持力學(xué)強(qiáng)度的同時(shí)符合賽車輕量化要求。

前、后立柱

打印材料：鈦合金

打印設(shè)備：FS271M

立柱用于連接懸架的上下橫臂和輪轂，是懸架及賽車底盤的核心部件，需較高力學(xué)性能，能夠應(yīng)對賽車在極限行駛過程中產(chǎn)生的各種復(fù)雜工況條件。采用傳統(tǒng)減材方式制造立柱，材料去除率高達(dá)到94%，而采用3D打印方式可免去開模環(huán)節(jié)，縮短開發(fā)周期，并使立柱同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕量化和強(qiáng)度效果。

阻尼支撐

打印材料：不銹鋼

打印設(shè)備：FS271M

阻尼支撐用于支撐阻尼及防側(cè)傾桿芯軸，是連接阻尼與車架的重要零部件，也是防側(cè)傾桿實(shí)現(xiàn)防側(cè)傾的重要部件。

就結(jié)構(gòu)而言，阻尼支撐座上下一體結(jié)構(gòu)更為緊湊；就加工方式而言，阻尼支撐上下一體結(jié)構(gòu)加工復(fù)雜繁瑣，對傳統(tǒng)加工設(shè)備要求較高，材料去除率高達(dá)到92.58%，而金屬3D打印技術(shù)能使此類異型零件一體成型，在曲面型零件制造中具有絕對的優(yōu)勢，能提高車輛懸架穩(wěn)定性。

節(jié)溫器蓋

打印材料：不銹鋼

打印設(shè)備：FS271M

節(jié)溫器是控制發(fā)動機(jī)冷卻水循環(huán)的節(jié)溫器的蓋板，重新設(shè)計(jì)的節(jié)溫器蓋采用3D打印技術(shù)保證了其整體性，提高了強(qiáng)度，降低了水流通過管道的阻力，同時(shí)去掉了不必要的結(jié)構(gòu)，使其更輕更小，避免了與進(jìn)氣溫度傳感器產(chǎn)生干涉的問題。

排氣第二岐管二合一接頭

打印材料：不銹鋼

打印設(shè)備：FS271M

采用金屬3D打印的排氣第二歧管包括其二合一接頭部分，一方面避免了傳統(tǒng)焊接工藝帶來的密封性不佳等問題，使歧管內(nèi)壁更加光滑氣流通過更加順暢，后期焊接難度也大大降低；另一方面不受實(shí)際加工水平限制，歧管形狀可完全根據(jù)仿真分析優(yōu)化后的數(shù)據(jù)制造，使設(shè)計(jì)意圖得到最佳體現(xiàn)。

快拆軸支撐

打印材料：不銹鋼

打印設(shè)備：FS271M

采用3D打印能使快拆軸定位更加精準(zhǔn)，省去了以往定位時(shí)多次測量快拆軸角度的繁瑣工序。另外相對于以往采用鋼管與固定套筒進(jìn)行焊接的方式，3D打印能解決焊接導(dǎo)致固定套筒變形等問題，讓零部件更加美觀。

儀表盤

打印材料：FS3300PA

打印設(shè)備：FS403P

儀表盤是車輛的控制中心，車輛狀態(tài)信息都是通過儀表盤來顯示。采用3D打印節(jié)省了昂貴的開模費(fèi)用，也避免了開模時(shí)間長、精度差、不美觀等問題，大幅縮短了生產(chǎn)周期。

空氣動力學(xué)套件（前翼/尾翼）

打印材料：FS3300PA

打印設(shè)備：FS403P

空氣動力學(xué)套件是賽車的重要組成部分，它能為高速行駛的賽車提供可觀的負(fù)升力，增加車輛的抓地力，提升牽引力。過去利用傳統(tǒng)材料、傳統(tǒng)方式（例如手工制作，注塑，木材機(jī)加工等）加工制造的空氣動力學(xué)套件，更加符合空氣動力學(xué)原理，能減少賽車加速阻力，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。

進(jìn)氣總成

打印材料：FS3300PA

打印設(shè)備：FS403P

采用尼龍3D打印技術(shù)打印進(jìn)氣腔，有效避免傳統(tǒng)加工工藝局限，能滿足賽車輕量化，高強(qiáng)度等要求。

方向盤

打印材料：FS3300PA

打印設(shè)備：FS403P

采用3D打印技術(shù)一體成型的方向盤更加美觀，并節(jié)省了開模成本和時(shí)間，且更利于后期加工。

為汽車行業(yè)提供快速高效3D打印解決方案

輕量化結(jié)構(gòu)零件的制作是汽車生產(chǎn)行業(yè)節(jié)能降耗目標(biāo)下的大勢所趨，使用鈦合金等材料經(jīng)一體成型打印生產(chǎn)出來的汽車配件，不僅增加了汽車配件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還大大降低了汽車自重。正是這一關(guān)鍵優(yōu)勢，使得3D打印技術(shù)在賽車領(lǐng)域的應(yīng)用日臻成熟，并已開始廣泛進(jìn)入常規(guī)汽車制造領(lǐng)域。

華曙高科自主研發(fā)的開源金屬3D打印設(shè)備FS271M、FS121M能打印不銹鋼、鈦合金、鎢、鉭、銅等13種金屬材料，其專業(yè)應(yīng)用研發(fā)團(tuán)隊(duì)可通過設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)中空夾層/薄壁加筋結(jié)構(gòu)、鏤空點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、一體化結(jié)構(gòu)、拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)等，滿足汽車、航空航天等行業(yè)高強(qiáng)度、輕量化標(biāo)準(zhǔn)；其高溫、開源尼龍3D打印設(shè)備403P系列、252P系列能燒結(jié)PA6、PA66等高溫材料，打印成品可直接用于汽車、航空航天等領(lǐng)域。