當經典汽車遇上未來科技:為大眾開迪裝配3D列印而成的前端結構

積層製造對汽車行業的價值

未來數年裡,積層製造將驅動創新並影響決定性發展進程,在大規模製造中扮演著不可或缺的角色。這項技術已經在一系列行業裡得到廣泛運用。就積層製造而言,其相關的生產和設計技術不斷反覆運算、進步,使得這項技術的性價比和效率不斷提升。換言之,工業3D列印的應用將繼續拓展——在汽車行業也是一樣。為了促進創新,並最終形成開發流程,在如今的設計和積層製造領域探索各種可能性顯得尤為重要。

當考量範圍不再局限于結構力學與輕量化結構時,積層製造對汽車工程的真正價值就能得到更有力的驗證。3D列印的功能整合——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展的無限可能性。

負重結構的有機設計

由於汽車行業正在逐漸向電氣化方向發展,傳動器、制動器、熱處理以及空間和重量的減少對前端區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製造的相應要求也亟待解決。

因此,利用積層製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設計,例如用於冷卻電池和刹車系統的氣流管道。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組的有機負重設計中。附加功能與結構相結合的一個例子就是浸液罐——在進行拓撲優化時可以整合進前端構造。

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、開發並建造前端結構。csi為汽車製造商和供應商開發車身、內飾及外部所需的高品質模組。GERG,作為汽車和航空航太工業原型和小型系列創新解決方案的領先供應商,在這個項目中負責連接積層製造部件和搭建最終框架。Altair致力於模擬技術的開發和廣泛應用,以綜合和優化設計和製造過程,在這個專案中,它的軟體解決方案被用於結構的設計、優化、模擬和開發。

在概念機順利模擬並設計完成後,APWORKS接手3D列印組件最終尺寸設計的任務,借助其專業知識完成列印預備以及結構元素的積層製造。作為空客公司的子公司,APWORKS深諳最先進的製造流程,助力航空航太領域各行業將最佳製造概念運用到實際。在列印前端時,APWORKS使用的是金屬和高分子材料工業3D列印全球技術領導者——EOS開發的設備。金屬粉末專家賀利氏(Heraeus)為APWORKS所開發的高強度鋁合金Scalmalloy®供應符合條件的原材料,以製造元件。APWORKS通過為EOS M 400設備開發合適的列印參數,為列印過程提供了進一步支援。通過積層製造和創新材料的組合應用,該專案成功展示了傳統製造方法所無法提供的功能集成的可能性。

3i-PRINT項目:助力創新原型概念落地的研究與開發平臺

3i-PRINT專案由csi發起,旨在為創新概念原型落地提供靈活的研究和開發工程平臺。這個專案基於對新興開發工具與方法的使用,如工業3D列印。專案的目標是展示並充分挖掘最先進的製造方法及其無限潛力。3i-PRINT項目是一個開放的協作平臺,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積層製造完成的前端結構。新型結構和新舊兩種結構的對比深刻展現了 3D列印和功能集成的潛力,尤其是在汽車行業。”他補充道:“我也想強調從最初的想法成形到最終實現,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內的領導者,傑出的合作和專業技術的融合使得3i-PRINT專案取得了顯著的成功。”

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3D列印在汽車行業應用的的無限潛能。這種結構輕巧、穩定,同時體現了高度的功能集成。在這個名為3i-PRINT的聯合開發專案中,參與的公司包攬了從設計、類比、優化、製造到後續部件生產的流程。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。