菲亞特克萊斯勒汽車公司(FCA)與弗勞恩霍夫研究所IAPT增材製造技術研究所之間的最新合作非常簡單:隨著3D列印的所有進步,是否有可能僅使用增材製造來製造整個懸架系統?答案是肯定的,首創的增材製造的輪架,帶有集成的制動鉗,該輪架可用於豪華和跑車的批量生產。
帶有一體式制動鉗的醒目輪轂支架,使用AM一體製造。圖片由FCA提供
通常,懸架系統是由幾個關鍵部件組成的組件,包括制動鉗,輪架,液壓系統,隔熱板等,這些部件通過螺釘,密封件和墊圈固定在一起,這些都是通過複雜,多步驟,耗時的過程製成的。在這種情況下,懸掛部件最初由12個零件組成。通過使用AM,零件組裝被整合為一件,並且重量減少了多達36%,這對整體車輛性能做出了重要貢獻。通過減少機械應力低的材料,使用拓撲優化來減輕重量。這也提高了懸架系統的抗疲勞性,並有助於降低車輛性能中的振動,不平順性和噪音,這對於豪華跑車而言尤為重要。
「我們與FCA設計團隊一起,徹底重新考慮了整個車輪懸架,以實現一體式的仿生結構,該結構至少同樣同樣地履行了先前組件的所有功能,吸收了所有的力,是重量IAPT設計工程師Yanik Senkel說道。
Fraunhofer IAPT是Fraunhofer-Gesellschaft的第70個研究所,Fraunhofer-Gesellschaft是全球最大的面向應用的研究組織之一,擁有25,000多名員工,由LZN Laser Zentrum Nord GmbH與漢堡工業大學的部分成員共同創立。它專注於為客戶提供在航空航天,船舶和鐵路,機械,仿生學等領域實現批量生產的添加劑的支持。今年8月初,Fraunhofer IFAM宣布在其Fusion工廠推出使用金屬細絲的熔絲製造技術。在今年的Formnext上,Fraunhofer IAPT還展示了使用基於Web的仿真工具進行設計的AM軟體工具的發展。
自2015年以來,FCA一直在使用AM進行原型製作,尤其是在為新型Alfa Romeo Guilia開發格柵時使用了AM。該集團包括道奇(Dodge),阿爾法羅密歐(Alfa Romeo),藍旗亞(Lancia),吉普(Jeep)等品牌,其菲亞特添加劑設計計劃已經在義大利都靈的工廠中開發,將聚合物和金屬AM用於終端生產。
眾所周知,該集團使用HP的多噴嘴融合平臺進行聚合物印刷,以及雷尼紹為其高級品牌Ferrari和Maserati以及其Formula團隊使用的金屬粉末床融合系統。它還使用其Centoventi概念車開發了大規模定製平臺,並帶有可定製的聲音系統,儀錶板,存儲,墊子等。
圖片由FCA提供
他們的合作結果證明,AM不僅準備就緒且能夠製造整個運動型懸架系統,而且還可以提高懸架製造的性能,效率和可行性。
FCA底盤內飾高級工藝和材料車身負責人Carlo Carcioffi解釋了該團隊的雄心壯志:「與我們的創新合作夥伴Fraunhofer IAPT一起,我們正在削減關鍵汽車零部件的成本和生產工作。知識的轉移將幫助我們提高整個集團在集成設計,材料和工藝技術領域的增材製造能力。該組件展示了增材製造在未來汽車中的潛力,最重要的是,它非常引人注目。 。」
圖片由FCA提供
AM還有助於延長懸掛性能零件的使用壽命,從而大大降低了該零件的成本,生產和維護工作量。協作團隊還研究了材料和工藝開發以及質量保證,並將尋求確定其他組件和關鍵部件以使用AM進行重新開發。
「總體而言,重點是降低生產成本,例如,通過顯著提高生產速度,」 Fraunhofer IAPT業務發展部負責人Ruben Meuth解釋說。「這個創新項目是產業與研究之間合作的絕佳典範。該組件展示了如何將增材製造應用於豪華轎車和跑車的批量生產。」 Meuth總結道。
隨著FCA和汽車向電動汽車發展,這一點變得尤為重要,與傳統汽車相比,AM在其應用中越來越證明,在減輕重量的同時提高效率和性能是電動汽車生存能力的基礎。