ULTEM?、PEI、PAEK、PPSU等高性能工程塑料在輕量化、隔熱性能、電絕緣性及耐久性方面表現出顯著優勢,在眾多場景中可替代金屬合金,成為更經濟、高效的解決方案。基于材料擠出工藝的高性能工程塑料3D打印技術,為工業級制造的定制化與小批量生產提供了低成本輕量化解決方案,這一技術在方程式賽車制造領域已得到充分驗證。
本期案例將聚焦電動方程式賽車輕量化零部件的增材制造應用,通過實際案例解析高性能工程塑料3D打印技術如何實現終端輕量化部件的小批量高效生產。
從終端部件到備件:3D打印的全流程應用
德國斯圖加特大學GreenTeam學生電動方程式賽車隊在新賽季前發布了最新車型E0711-11EVO。該車型以破紀錄的前代賽車E0711為基礎命名,承載著車隊對新賽季的期待。據整車管理負責人KarstenMüller介紹,車隊在過去兩年中對幾乎所有部件進行了重新定制開發,包括采用碳纖維輪圈的輕量化車輪組件、新型制動卡鉗,以及通過3D打印技術實現的車身系統零部件。
多樣化的3D打印應用場景
3D打印零部件廣泛分布于新賽車的不同位置,E0711-11EVO共有約99個部件采用INTAMSYS-遠鑄智能的FUNMATHT3D打印設備制造。3D打印技術顯著提升了零件制造速度,同時車上配備了大量3D打印備件,確保賽事中可快速更換部件,為備戰提供有力支持。
E0711-11EVO是GreenTeam首輛大規模采用高性能工程塑料3D打印部件的賽車。相較于機加工部件,3D打印塑料部件使賽車整體重量減輕了50%。
更輕、更快、更經濟:3D打印的核心優勢
高性能工程塑料因具備足夠的機械性能,可滿足賽車對部件性能的要求。而3D打印技術則提供了快速、經濟的設計修改能力,支持按需打印,成本低且交期短。此外,塑料部件的電絕緣特性在電動賽車制造中更具優勢。
INTAMSYS-遠鑄智能為GreenTeam提供了FUNMATHT3D打印機、INTAM?線材及3D打印應用咨詢。3D打印部件廣泛應用于新賽車的電池系統、制動系統、電力電子等關鍵部位。在賽事極端工況下,高性能工程塑料需滿足優異機械性能、高耐化學性、良好阻燃性及高強度重量比等要求。
具體應用中,GreenTeam使用ULTEM?90853D打印了高壓電池系統母線。該材料具備高性能、耐化學腐蝕、熱穩定等特性,可替代金屬部件。與機加工零件相比,3D打印部件顯著降低了賽車重量。INTAMSYSFUNMATHT3D打印設備專為PEEK、ULTEM等高性能材料設計,同時兼容PA、PC、ABS等工程塑料。采用PEEK、PPSU、ULTEM等高耐熱材料打印的支架、墊片、母線等部件替代了原賽車的金屬部件,而ABS、PC則用于定制不同組件的蓋子和外殼。
高性能材料3D打印的更廣泛應用前景
方程式賽車制造代表著前沿制造技術的開發與應用,與賽車團隊的協作過程中,機床及增材制造設備廠商可提煉出先進的制造工藝,進一步鞏固市場地位。賽車運動作為技術加速器,過去十年間已將3D打印技術深度融入現代賽車設計、原型制造及參賽車輛零部件生產中。隨著技術的不斷完善,增材制造零件的應用將從賽車領域自上而下延伸至更廣泛的商業環境。
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