高端赛车BAC Mono 中的定制零件与轻量化元素

2020-3-24 11:17 276 0 来自: 3D科学谷
简介
【汽车轻量化在线】570千克的重量, 40个3D打印定制部件,创成式设计创建的轻量化轮毂,石墨烯增强碳纤维材料制造的覆盖件…..这一切让BAC Mono 轻型赛车看起与众不同。可在城市道路上行驶的轻型赛车BAC Mono。来源: ...

【汽车轻量化在线】570千克的重量, 40个3D打印定制部件,创成式设计创建的轻量化轮毂,石墨烯增强碳纤维材料制造的覆盖件…..这一切让BAC Mono 轻型赛车看起与众不同。

Auto_BAC_Autodesk可在城市道路上行驶的轻型赛车BAC Mono。来源:Autodesk

block 个性化与轻量化

BAC Mono是一款轻型赛车,由于能够满足对行人和安全保护的法律要求,也可以在城市街道上行驶。BAC Mono 配有4缸2.3升涡轮增压发动机,可提供332马力的动力,虽然马力并不是特别强大,但受益于轻盈的车身重量,仅需2.6秒即可将速度从零加到60英里/小时,最大速度达170英里/小时。

每辆BAC Mono的成本25万美元,而由于成本高、制造数量少,3D打印技术成为部分零部件制造的合理方式。新型BAC Mono约有40个部件是3D打印技术制造的,包括前灯、后视镜、后灯罩等。

BAC Mono的制造商属于专门从事定制车辆的小型汽车制造企业,有的零件每年仅需要生产30-50个,并且车辆中还有一些零部件是为客户专属定制的,例如方向盘、脚踏板等。而3D打印技术为这种小批量或高端定制的需求,提供了一种经济、快速的制造方式。

除此之外,创成式设计技术使得零部件实现个性化定制设计变得更加容易,创成式设计与3D打印可以相互增强,两种技术的结合,将能够制造出比传统设计更为复杂的零部件。

不过有意思的是,通常那些通过创成式设计自动生成的“惊艳”设计作品,其复杂形状几乎只有对复杂性不敏感的3D打印技术才能制造出来,但在BAC Mono 汽车零部件的设计中,设计师们考虑了制造的经济性,因此通过该技术设计了可机械加工的零部件,例如汽车轮毂。在设计中使用的软件为Autodesk Fusion 360。

Auto_BAC_Autodesk_1创成式设计生成的轻量化轮毂,加工方式:机械加工。来源:Autodesk

BAC Mono的轮毂属于需要批量生产的产品,因此采用更成熟的传统工艺,可带来成本上的优势。设计师设计时施加了限制条件,得到了适合5轴CNC铣床加工的轮毂,但是创成式设计生成的铝合金轮毂,比标准轮毂的重量减轻了35%,每个轮毂仅2.2公斤。

BAC 希望通过创成式设计技术,在汽车零部件轻量化设计方面做出更多创新,下一步的实现方向是悬架系统和底盘部件,但并未透露是否将3D打印作为这些零部件的制造技术。

block 3D科学谷Review

BAC 联合创始人兼设计总监伊恩·布里格斯(Ian Briggs)表示,如果不给创成式设计任何限制条件,那么最终只能得到适合3D打印制造的结构。但考虑到制造的经济性,创成式设计生成的设计结果就需要向适合传统制造技术的方向进行折衷

在本文的案例中,BAC MONO 的轮毂是通过创成式设计生成并通过传统机械加工技术制造的。然而即使是3D打印的零部件,一旦放到整个制造工艺中进行全盘考量,也需要在最初设计时就考虑到打印之后的后处理工艺,尤其当金属3D打印零件还需要进行机械加工时,3D打印技术与传统制造技术的衔接与设计折衷,是一个无法避免的话题。

针对这个问题,欧特克已发布的Fusion 360 软件2.5轴*版本提供了一种解决方案,该软件主要用于生成突破铣削约束的3D打印设计,使用户能够将3D打印与传统的CNC铣削实现更好的结合,这些设计打破了我们对创成式设计所熟悉的“仿生学外形”,而是外形上看上去更接近传统的设计。

增材制造-3D打印和3轴以及5轴铣削加工之间具有各自的特点,这些特点使得这两者之间似乎隔了难以逾越的“鸿沟”,而2.5轴版本使得任何拥有数控铣床的人都可以使用这种“折衷”的设计来进行加工。在3D科学谷看来,这种方式,以智能化的设计手段,打通了3D打印技术与后续机械加工工艺衔接的“最后一公里” 。


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