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BWT Alpine F1车队转向金属增材制造,通过生产具有完整功能且体积较小的钛液压蓄能器来提升其汽车的性能。经过多年与3D Systems的合作供应和开发,BWT Alpine F1车队选择了3D Systems的直接金属打印 (DMP) 技术来生产复杂零件,并依靠3D Systems的专业知识和专有的清洁工艺来确保最佳质量。
挑战:通过先进设计提升性能
BWT Alpine F1车队不断改进其赛车,在非常短的迭代周期内改进性能。持续的挑战包括在有限的可用空间内工作、尽可能降低零件重量以及遵守不断变化的法规限制。
增材制造提供了一个独特的机会,通过较短的交货时间提供高度复杂的零件来克服快节奏创新的挑战。对于像BWT Alpine F1车队的液压蓄能器这样的零件来说,由于设计复杂和对清洁度要求高,成功的零件需要额外的增材制造专业知识。
解决方案:有限空间内的复杂功能
对于蓄能器,特别是后悬挂流体惰性线圈,赛车队设计了一个硬线阻尼器,它是变速箱主箱内后悬架系统中后悬挂阻尼器的一部分。蓄能器是一根长而坚硬的管道,可储存和释放能量以平均压力波动。因此,线路阻尼器的性能与其内部体积相关,因此与组件的长度相关。
增材制造使BWT Alpine F1车队能够最大限度地延长阻尼线圈的长度,同时在有限的空间内封装完整的功能。BWT Alpine F1车队的高级数字制造经理Pat Warner解释说:“我们设计这个部件时尽可能地提高体积效率,并在相邻管之间共享壁厚。只有增材制造才能实现这些要求。”
最终的钛阻尼线圈是使用3D Systems的DMP Flex 350生产的,这是一种高性能金属增材制造系统,具有一流的氧气水平 (<25 ppm) 和惰性打印气氛。3D Systems的DMP机器的独特系统架构可确保零件异常坚固和精确,具有高化学纯度,以及生产零件所需的可重复性。
LaserForm Ni718 中的这种尾管设计必须包含一个空隙,以允许后翼挂架通过。此外,它还可以有效包装废气门管。由于该部件的尺寸、复杂性和薄壁特性,只能通过增材制造进行生产。
零件清洁度完美无瑕
在操作过程中,阻尼线圈充满流体,并通过吸收和释放能量来平均系统内的压力波动。为了正常工作,流体具有清洁度规范以避免污染。使用金属 AM 来设计和生产该组件在功能、集成到更大系统和减轻重量方面提供了相当大的优势,但团队在从内部通道完全去除粉末时面临挑战。
为了在这些复杂的金属印刷品上实现彻底的材料抽空,3D Systems的应用创新小组贡献了其丰富的工艺知识,应用了一种专有的清洁协议,该协议已成功用于数以万计的零件,并确保不含颗粒的钛部件。对于计划采用金属增材制造并要求内部通道具有最高程度的零件清洁度的客户,3D Systems 有一个既定的协议,可以将这种专有技术转移到新设施。
优质金属打印流程
3D Systems的完整金属增材制造解决方案超越了其领先的专业知识和金属打印平台,包括精心开发和优化的材料和 3DXpert 软件。3DXpert是一款用于准备、优化和管理金属打印工作流程的一体化软件。
BWT Alpine F1车队为其蓄电池选择了LaserForm Ti Gr23 (A) 材料,理由是其高强度和精确生产薄壁部分的能力。所有 LaserForm 材料在3DXpert中都具有特定的、广泛开发的打印参数,这些参数将3D Systems工程师的专业知识整合到工作流程中,以获得最高质量的结果。
该团队还利用3D Systems的增材制造专业知识来推进其设计,并在最佳构建方向、可实现的壁厚、如何在相邻壁部分之间共享壁以及其后处理专业知识方面提供指导。作为创新和行业第一解决方案的一贯联合开发者,3D Systems的应用创新团队在将应用从概念转变为规模化制造方面拥有广泛而深入的经验。
3D Systems是数百个关键应用程序的合作伙伴,这些应用程序跨越了质量和性能至高无上的行业。3D Systems从原型设计到生产的系统化方法确保了获得合格增材制造零件的简化途径,增材制造领导者还提供技术转让,帮助客户在自己的设施中成功采用增材制造。
继BWT Alpine F1车队钛打印蓄能器取得成功后,Warner表示,该团队受到鼓励在第二年追求更复杂的悬架组件。