帶4.5升四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的德拉赫S型是其時(shí)代最偉大的賽車之一，也是壽命最長(zhǎng)的：經(jīng)過100多年經(jīng)久的四缸，不可挽回的發(fā)動(dòng)機(jī)損壞帶來了最終的退出。借助逆向工程和voxeljet 3維打印此傳說終于可以重生。
該法國(guó)汽車制造商德拉赫自1905年至1935年是全世界豪門客戶的獨(dú)家豪華車供應(yīng)商。該公司更立足于賽車運(yùn)動(dòng)，并戰(zhàn)果累累 – 例如在法國(guó)大獎(jiǎng)賽和印第安納波利斯
今天，作為稀有汽車的德拉赫S型是史上無價(jià)之寶的杰作之一。僅存的1914年參加了法國(guó)大獎(jiǎng)賽的賽車在100年后終于遭遇了引擎故障，采用傳統(tǒng)的方法已無法修復(fù)。唯有打造全新的發(fā)動(dòng)機(jī)才是能讓此車重新啟動(dòng)的唯一解決方案。問題是：一個(gè)世紀(jì)后即沒有了零配件，也沒有了結(jié)構(gòu)圖紙。
損壞的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體成為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)
如果沒有已損壞的發(fā)動(dòng)機(jī)，那么此復(fù)雜的項(xiàng)目必須有要從零開始，并且基本上沒有可能獲取所需的數(shù)據(jù)材料。一個(gè)來自于澳大利亞的曾參加過CSIRO Lab 22 等的專家組為此疑難找到了解決方案。
我們拆卸了損壞的發(fā)動(dòng)機(jī)，并使用測(cè)量臂做了一個(gè)結(jié)構(gòu)重組。通過逆向工程，所需的3維數(shù)據(jù)被生成。在沒有現(xiàn)代化測(cè)量技術(shù)和3維打印技術(shù)的情況下，此類稀有的賽車發(fā)動(dòng)機(jī)的翻新基本上沒有可能。但是通過今天的最新技術(shù)，我們快速并節(jié)省成本地實(shí)現(xiàn)了此項(xiàng)目。
Phil Guilfoyle, 項(xiàng)目經(jīng)理
盡管如此，此項(xiàng)目需要大量的專業(yè)技術(shù)。這么復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)部件的重建需要專業(yè)的工程師。他們必須具備有關(guān)于組件的功能、加工、可鑄性、澆口和溢流系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)。所需的細(xì)節(jié)工作在電腦上完成。被生成的CAD數(shù)據(jù)用于砂型模型的打印，并由澆鑄工作人員檢驗(yàn)。利用模擬工具最終確定了鑄造工藝。
原裝發(fā)動(dòng)機(jī)作為模型
發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)量
發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的CAD數(shù)據(jù)
基于CAD數(shù)據(jù)的鑄造模擬
voxeljet的VX1000虛擬安裝空間中的壓力部件布置。
3維打印是唯一的經(jīng)濟(jì)化的可能性
獲得所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并納入金屬流動(dòng)、收縮和通風(fēng)管道的鑄造技術(shù)特性后，為之后澆鑄而用的砂型核心開始被生產(chǎn)。傳統(tǒng)的使用芯模工具生產(chǎn)核心的工藝由于時(shí)間、精確性和成本的原因無法被接納，所以唯一的可能性就是不需工具的砂型模具3維打印。
整個(gè)CAD模型由14個(gè)部件形成，而原件至少具備42個(gè)部件。為了確保打印一個(gè)精確的塑料模型，事先仔細(xì)的確認(rèn)了所有部件的精確性。在此使用的工藝通過測(cè)試模型成品的評(píng)價(jià)和優(yōu)化，獲得極高的分辨率和完美細(xì)節(jié)的得分。為了確保發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)細(xì)節(jié)、模具的設(shè)計(jì)盡可能接近原件打造，首先打印了一個(gè)測(cè)試模型，并做了一次測(cè)試澆鑄。
然后，開始準(zhǔn)備打印整個(gè)砂型核心組合。為此使用了VX1000打印系統(tǒng)。模具的形成不需昂貴的模具裝置，而是全自動(dòng)的一層一層覆蓋300微米厚的石英砂巖層，通過設(shè)備的打印頭選擇的使用粘合劑粘合。打印流程過后，模具需被解包，并消除多余的沙粒，模具完成。因?yàn)槟＞呤歉鶕?jù)指定的CAD數(shù)據(jù)而形成的，所以打印機(jī)的高分辨率使模具達(dá)到細(xì)節(jié)豐富并精確的效果。
來自voxeljet的3D打印PMMA發(fā)動(dòng)機(jī)模型。
拆卸的電機(jī)鑄模
voxeljet的3D打印砂模
原廠電機(jī)與鑄件的比較
之后的澆鑄完全按計(jì)劃進(jìn)行，組件的后處理工作因砂型模具的高質(zhì)量和精確度極為簡(jiǎn)單。通過這個(gè)項(xiàng)目，該澳大利亞團(tuán)隊(duì)和CSIRO專家們使此S型賽車傳說再次復(fù)活，希望還能延續(xù)100年。
使用Voxeljet 3D打印技術(shù)重建Delage賽車發(fā)動(dòng)機(jī)。
進(jìn)一步的案例研究
隨著3D打印到優(yōu)化的電動(dòng)馬達(dá)
Aiona Cast公司已經(jīng)申請(qǐng)了一項(xiàng)專利，可用于大幅優(yōu)化電動(dòng)機(jī)。該公司用3D打印技術(shù)生產(chǎn)了一個(gè)原型。
3D打印的鑄件。優(yōu)化的外殼讓電動(dòng)摩托車電池壽命更長(zhǎng)
通過使用3D打印等創(chuàng)新技術(shù)，該原型很快就可以投入批量生產(chǎn)。
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