美國大學(xué)生團(tuán)隊(duì)利用3D打印技術(shù)制造出一輛開式輪賽車

dy1993   2016-10-09 12:00:53

Cyclone Racing是愛荷華州立大學(xué)(ISU)的賽車隊(duì),他們利用3D打印技術(shù)為國際汽車設(shè)計(jì)大賽Formula SAE構(gòu)建了一輛開式輪賽車。

汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)舉辦的國際方程式汽車比賽是一個(gè)完美的賽事項(xiàng)目,能夠讓學(xué)生們設(shè)計(jì)、構(gòu)建并測試他們的賽車,然后再和其他大學(xué)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行比賽。這項(xiàng)賽事不只是一場比賽,它鼓勵(lì)本科生和研究生構(gòu)建原型賽車,然后由一個(gè)行業(yè)專家團(tuán)隊(duì)評估其作為生產(chǎn)項(xiàng)目的潛力。每個(gè)團(tuán)隊(duì)都按照一系列規(guī)則構(gòu)建一個(gè)原型,每輛車都要由裁判員檢查以確保滿足一定的標(biāo)準(zhǔn),然后讓他們的車在賽道上進(jìn)行一系列性能基礎(chǔ)測試。最大的SAE比賽在密歇根舉辦。

Cyclone Racing是來自愛荷華州立大學(xué)的學(xué)生團(tuán)隊(duì),他們已經(jīng)參加過多次SAE比賽,今年他們制作了一輛帶有3D打印裝置的CR-21 Cyclone賽車。經(jīng)過一段漫長而艱巨的規(guī)劃過程,該團(tuán)隊(duì)確定,他們可以3D打印該車的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口、儀表板和護(hù)踵,以節(jié)省時(shí)間、金錢并減輕重量。對于3D打印進(jìn)氣口,學(xué)生們可以創(chuàng)建部件的內(nèi)部幾何形狀,使其擁有光滑且逐漸傾斜的內(nèi)壁,這樣氣流會(huì)更順暢,發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生更多的馬力。以前的Cyclone進(jìn)氣口是由幾個(gè)鋁部件制作的,必須扭轉(zhuǎn)、銑削、切割并焊接在一起。

在設(shè)計(jì)3D打印進(jìn)氣口時(shí),Cyclone團(tuán)隊(duì)使用有限元分析法來模擬沖力和壓力,該部件在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)受到這兩種力。使用這種方法,他們可以準(zhǔn)確看到該部件的哪些部分最需要加固,以及它的哪些部分需要減少材料。然后他們就可以基于這些信息來優(yōu)化3D設(shè)計(jì),讓高應(yīng)力區(qū)域比其他區(qū)域更厚實(shí),然后用Stratasys公司的ULTEM 1010 3D打印材料在Fortus 450mc 3D打印機(jī)上打印出來。

之后,這些學(xué)生們又通過3D打印工藝創(chuàng)建一個(gè)3D打印的儀表板和護(hù)踵。使用Fortus 450mc 3D打印機(jī)和ABS線材,該團(tuán)隊(duì)能夠通過廉價(jià)且高效的手段來調(diào)整每個(gè)設(shè)計(jì)的要素。雖然這些零件不需要在密度方面進(jìn)行優(yōu)化,但是正如進(jìn)氣口的情況那樣,3D打印它們可以幫助團(tuán)隊(duì)節(jié)省時(shí)間和金錢。

Cyclone Racing是愛荷華州立大學(xué)的汽車開發(fā)團(tuán)隊(duì),他們分為了四個(gè)小組:Baja,注重極限越野性能的設(shè)計(jì);Clean Snowmobile,有效跟蹤性能的專家;Formula,為極限道路性能設(shè)計(jì)部件;Supermileage,關(guān)注的是燃油效率。

總體而言,3D打印技術(shù)的使用能讓Cyclone Racing創(chuàng)造一輛更輕、更快、更簡單的賽車,它會(huì)擁有更薄的壁、更少的組件以及更強(qiáng)大的性能。

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