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3D打印大举突袭 飞机发动机、汽车上演好戏

时间:2013-11-16 | 栏目:制造与封装 | 点击:

  3D打印技术可以不受限于制造工具的外形,甚至可以按照自己喜欢的模样打印出物件来,研究表明3D打印技术可以制造一些简单、轻巧的东西,比如现在市场上就有售卖1600美元的3D打印机,可以打印出自己喜欢的小工具。

  3D打印技术在1980年代用于生产一些简单的塑料制品,现在全球航空巨头正使用“3D打印”技术来制造未来客机发动机,罗尔斯•罗伊斯公司将在发动机零部件制造上使用主流3D打印技术。

  据国外媒体报道,一提到劳斯莱斯,大家都会马上认为这是一家著名汽车公司,事实上该公司在航空领域也有一个响亮的名称:罗尔斯•罗伊斯公司,简称“罗•罗”,是英国乃至全球顶尖的航空发动机企业,作为全球三大航空发动机生产商之一,罗尔斯•罗伊斯公司生产的发动机为波音和空客提供动力,与另一家著名的发动机生产商GE公司之间的竞争非常激烈。目前,罗尔斯•罗伊斯公司表示将在未来客机的发动机制造上使用当前主流的3D打印技术。

  3D技术应用有航空发动机领域可大幅度提高交货时间,罗尔斯•罗伊斯公司的技术人员表示,目前已经展开了对相关发动机零部件的3D模板制造,客机的引擎部件完全可以由3D打印机生产,来自该公司技术部门的Henner Wapenhans 博士认为航天业内的交货周期都比较长,其原因就是生产的零部件较为缓慢,目前一个潜在客户的订单要到18个月后才能交付,如果我们使用3D打印技术,就可以花一周的时间进行打印,显然速度提高很多。

  罗尔斯•罗伊斯公司的技术人员认为3D打印技术也可以节约成本,3D打印技术在最近几个月已经得到大规模的扩散,基于该技术的打印机销量正在不断攀升,目前有一种售价为1600美元的3D打印机。3D打印技术可追溯到1980年代,当时该技术只能用于生产一些塑料制品,不能用于制造复杂的外形和加工金属部件,但是现在的3D打印技术可以用于生产非常先进的航空发动机,甚至可以用于生产枪械的零部件,然后再组装成一支枪。

  罗尔斯•罗伊斯公司首席执行官John Rishton称现在公司的战略是压低生产成本,提升制造工艺和技术,而该公司的死敌美国通用电气公司也计划使用3D打印技术生产发动机燃料喷嘴。德国电子产品巨头西门子、汽车生产商等也将利用3D技术用于汽车制造业。

  世界首款3D打印汽车可横穿美国 4500公里油耗38升

  由设计公司KOR Ecologic、RedEye On Demand直接数字制造商及3D打印制造商Stratsys三家公司联合设计的Urbee 2是世界上第一款完全通过3D打印技术制造的汽车。这款汽车拥有三个车轮,动力7马力(5KW),并且采用的是后轮驱动的方式,预计将会在2015年正式上路。Urbee 2的燃油效率非常高,如果驾驶它横穿美国,行驶4500公里的距离,Urbee 2的油耗一共只有38升。

  第一代的Urbee曾经在2010年诞生,是一辆5马力(3.8kW)的混合动力汽车,整个车身外壳是采用3D打印技术制造。但是受限于设计和安全因素的考虑,Urbee最终只能停留在概念阶段,并没有实际生产。

  而第二代的Urbee 2与上一代产品在整体风格的设计上非常相似,同样采用了三轮设计,并由后轮驱动。Urbee 2的总重量为0.55吨,比上一代轻了30%。

  在车身的设计上Urbee 2为了提高空气动力性能而进行了细微的调整,阻力系数为0.149。相比较而言,另外两款著名的混合动力汽车丰田普锐斯和特斯拉的阻力系数分别为0.25和0.24,Urbee 2具有比较明显的优势。

  既然Urbee 2是一辆混合动力汽车,那么这就意味着它不仅仅拥有一种动力来源。在城市中,Urbee 2由电力驱动,内部存储了7.6kWh电量,两个前轮由一对36伏特的电动马达驱动,一起可提供8马力(6 kW)的巡航动力,最高动力为16马力(12 kW)。在电力驱动的情况下,Urbee 2的行驶里程可以达到64公里。一旦出现电量不足的情况,Urbee 2会自动切换到内燃机来驱动发电机给电池供电

  如果Urbee 2在高速公路上行驶,那么就会通过内燃机的方式驱动。在最高动力的60%时它的引擎是最高效的,此时巡航速度约为110 km/h。在上坡时,会同时使用电动和柴油动力两个引擎来获得更多动力。

  Urbee 2的车身和大部分的内部零件由Stratsys Fortus 900mc 3D系统打印,超过50个零件的总打印时间超过了2500小时。该套系统的打印精度可以精确到0.1毫米,保证了汽车零件的准确度。

  KOR Ecologic的首席设计师兼老板的Jim Kor表示:“Urbee 2超过50%的部分都是通过3D打印技术制造,驾驶者能够看到和摸到的部分基本都是3D打印出来,并且打印的材料选择的是ABS塑料。”

  为了保证Urbee 2的安全指标,在汽车地盘和框架部分都采用的是钢管焊接的方式。Urbee 2的设计团队在安全性能上要求Urbee 2能够达到国际汽联的勒芒标准,配备了赛车级别的防滚架。不过由于车身重量和大小的原因,在大部分的国家和地区,Urbee 2只能按照摩托车的标准注册,而无法注册成普通的汽车。

  感兴趣的用户可以看看Urbee 2的介绍视频,看来无论是3D打印技术还是混合动力汽车技术,在Urbee 2的身上都有了很好的体现。

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