根據3D科學谷的市場走訪，國內汽車行業普遍在最早期就引入了通過塑料3D列印來製作原型用於產品開發，同時這些企業對金屬3D列印也保持了高度關注。然而，要將金屬3D列印納入到汽車研發與製造中，則遇到了一個與傳統加工技術比較經濟性的難題。
不過隨著金屬3D列印技術的高速發展，一方面加工速度不斷獲得提升，一方面加工的質量控制與穩定性獲得保證，金屬3D列印技術越來越與汽車製造發生千絲萬縷的關係。
本期，3D科學谷與谷友通過SLM Solutions最新的配備了12臺1千瓦的雷射器的SLM3D列印設備-NXG XII 600來一起領略這臺設備對於推動3D列印進入更大範圍的產業化所帶來的劃時代的意義。
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SLM Solutions
更集成的零件
3D列印開啟無限可能
根據SLM Solutions，保時捷已切身體驗了NXGXII 600的強大生產力。關於增材製造，保時捷高級動力總成工程部則更加注重大型動力總成的應用，如使用增材製造製造的電動發動機罩、缸體以及缸蓋等。
保時捷通過創新的AM-增材製造設計理念完成了一款概念款的電動發動機罩開發，並通過SLMSolutions的最新設備NXGXII 600實現了整體列印。針對這個零件，保時捷制定了嚴苛的要求：需要承載800伏特的永磁電機並穩定輸出高達205千瓦（280馬力）的工作電壓。同時，下遊的兩級變速器需要集成到同一個發動機罩下，並為驅動車輪提供高達2100牛米的扭矩。整個電動發動機外殼採用高度集成的方式設計，最終將應用於一款跑車的前軸上。
3D列印-增材製造的所有優點都在這個發動機罩上得到了體現，點陣結構拓撲優化實現了減重，冷卻流道也實現了功能集成，同時還省去了零部件的裝配時間，且相比傳統工藝生產的零件而言，該發動機罩的硬度也得到了提升，零件質量得到了提高。
保時捷通過SLMSolutions的最新設備NXGXII 600開發電動發動機罩，成型時間僅21小時。SLM Solutions
NXGXII 600配備有12個可搭接的1000W雷射器，成型尺寸為600x600x600mm，可實現120μm或更高層厚的大體積零部件列印。通過可調節光斑、雙向鋪粉、雷射工作量平衡以及優化的風場系統進一步提高生產效率，並在封閉環境中最大程度地保護操作人員，保障操作的安全性。
根據保時捷動力系統開發工程師Falk Heilfort，這種新的製造技術從技術性和經濟性上都很吸引保時捷。不論是原型開發還是定製或小批量生產，都能找到這項技術的應用方向，尤其是在賽車運動以及經典備件方面，優勢將更加明顯。電動發動機罩的尺寸為590x560x367mm，使用NXGXII 600僅用21小時即可完成列印。
l 內容來源：SLM Solutions
3D科學谷Review
如KK在《新經濟新規則》中指出的，在新經濟波濤洶湧，快速變化的環境中，只有反應敏捷、順應變化、行動快速的公司才能成功。快速走向新路途解決一半問題，快速放棄舊成功解決另外重要的一半。
電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，也是區別於內燃機汽車的最大不同點。根據3D科學谷的市場研究，保時捷正在通過金屬3D列印開發新型電子驅動動力總成的新應用。
保時捷工程部門一直在研究如何在其電子驅動動力系統中實施新材料。採用結構優化技術結合GKN的材料，保時捷實現了差速器的獨特設計（包括齒圈），通過這種齒輪減重和剛性形狀的組合，實現了更高效的傳動。根據3D科學谷的市場觀察，在這方面，保時捷與GKN合作，GKN根據粉末床金屬熔融（PBF) 增材製造的特點，針對更高的設計自由度、更高效、更集成的動力系統開發了特定的鋼材料，這種鋼材料能夠承受高磨損和負載，並結合3D列印所實現的功能集成進一步減輕重量。
而2020年中，保時捷還揭示了其高應力驅動部件裡程碑式的增材製造應用-通過粉末床選區雷射熔化3D列印技術為911 GT2 RS雙渦輪增壓發動機生產的活塞。在這一應用中，通過面向增材製造的設計實現輕量化不是唯一的目的，保時捷還通過優化活塞的設計使發動機獲得更強動力與更高效率。
保時捷3D列印活塞。保時捷
根據3D科學谷的市場觀察，3D列印活塞開發團隊引入了內部冷卻管道的設計，流經管道的冷卻油有助於在將活塞密封至氣缸的活塞環後的關鍵區域，並將活塞溫度降低20攝氏度。活塞中集成的微小3D列印噴油嘴為管道供油。這種複雜的噴油嘴也是無法使用傳統技術製造的。開發團隊通過軟體實現的「仿生」設計來增強強度，活塞的橫截面看起來與生物肌肉、筋骨等自然界形成的結構非常相似。
在適應快速變化的經濟發展趨勢中，以開放、與時俱進的思維眼光來對待新技術的發展是每家企業必備的能力。而關於新一代的金屬3D列印技術是否已經準備好進入批量化生產？怎樣才能實現工業化的飛躍？3D科學谷將保持持續關注。