布加迪开发超优化的Bolide 3D打印零件

据外媒报道，德国大众汽车集团旗下豪华汽车品牌布加迪的工程师开发的一项新技术可以使超轻部件的强度与钢筋混凝土柱的强度相等。这款新型3D打印推杆重量仅为100克，可承受3.5吨的最大压力。带有内部支撑拱的中空钛合金结构具有令人难以置信的强度，使其成为布加迪最近推出的几种Bolide 3D打印部件中的又一个AM突破。这个新项目由布加迪新兴技术系的博士生Henrik Hoppe领导。自2017年以来，Hoppe一直致力于开发创新的金属材料和制造工艺，其硕士论文与3D打印钛合金制动卡钳的计算方法有关。这款制动卡钳比Chiron2量产部件的高度优化重量轻43%，但具有相同的耐用性。霍普说：“通过选择性激光熔化，通常称为3D打印，可以生产出新型的中空和超复杂的内部硬化部件。这些部件非常轻，但非常坚固。我们将越来越多地将其应用于超级跑车的部件

霍普在他的博士论文中又取得了突破。由于从概念到交付的整个制造过程需要大量的时间和金钱，Hoppe率先采用了新系统。霍普公司使用该系统来确认功能性3D打印金属部件在汽车制造中的商业和技术潜力。此外，可以通过针对特定部件的应用来增强这种潜力。以前，这种类型的部件主要用于航空航天工业。骨骼结构布加迪通常使用3D打印技术来增强结构复杂的部件，并利用仿生学原理使打印的部件具有骨骼结构：薄壁、中空和细树枝。因此，尽管该部件重量轻，但它仍然具有优异的刚度和仅0.4毫米的壁厚。Henrik Hoppe表示，“我们将继续减轻汽车的重量，同时在每个可能的领域增加创新功能。”从概念到生产再到车辆安装，Hoppe设计并仔细规划了每一步，进行了所有计算，并评估了零部件大规模生产的商业可行性。他补充道，“尽管布加迪在材料、制造工艺和部件方面具有极高的质量标准，但它也必须具有商业可行性。”布加迪是汽车金属3D打印领域的技术领导者。自Chiron量产以来，这辆超级跑车配备了业界第一批金属3D打印功能部件：位于变速箱旁边的小型高压水泵控制台。2018年，布加迪推出了全球最大的3D打印钛合金零件，即钛制制动卡钳。随后，世界上最大的混合功能部件推出，该部件由3D打印钛和盘绕碳制成。Frank G，布加迪新兴技术总监？Tzke表示，“这些部件非常轻且坚固，绝对适合大规模生产的汽车。”目前，作为技术载体的布加迪博莱德已经开始使用新材料和制造工艺，并于2020年10月下旬举行了全球发布仪式。G作为一款赛车形式的实验车，博励德并非用于展示，而是一个完美的选择，以突出布加迪的完整技术。粉丝们将在未来的其他车辆上看到这些尖端技术。与赛车中常用的涡轮风扇一样，布加迪也找到了在超轻镁锻造车轮上安装径向压缩机的方法。它的外观与轮辋相似，但它有多种功能：它们可以通过制动器将空气从轮罩中抽出，并将温暖的空气吸入外部。通过这种方式，涡轮风扇在降低升程的同时冷却制动器。与众所周知的单一材料解决方案相反，Bolide组件具有混合结构，由3D打印的钛中央碗和0.7毫米厚的碳板组成，碳板带有小的碳内刀片。中央钛碗还有一个宽度为0.48毫米的水平杆，以进一步增强其刚度，但其重量仅为100克。在后轮上加一个18？总重量小于400克的一英寸涡轮风扇。由于无法获得特定的屈曲阻力和弯曲刚度，这在单一材料解决方案中无法实现。高度复杂的3D打印组件，重量……

重量为325克，但可承受1.8吨的压力，也可用于隐蔽位置。布加迪在前翼子板的安装支架上印刷了钛合金，可以安装在三个不同的高度。安装一个内部中空、壁厚为0.7毫米的支架。它的重量只有600克，但可以承受800公斤的气压。通过博立德的中央碳鳍，后翼子板的向下压力可以在320公里/小时的速度下降低到1.8吨，并引入上部结构矩阵，从而形成高强度不锈钢后车架的上端。在中央散热器内部，有一个层压印刷的钛部件，用于将散热器连接到机翼，并通过连杆调整角度。刚度很大，但重量只有325克。这位工程师还使用钛合金打印了一个用于安装转向柱的支架，该支架有一个集成的仪表板支架、一个用于直转向柱的支撑环，以及车内的两个通风孔。所有部件均为轻质中空结构，壁厚均匀，为0.5毫米。Bolide的车轮控制基于前轴和后轴上的双叉臂运动学。在后轴上，弹簧减振器元件具有垂直配置，而在前轴上，它们以与行驶方向成直角的方式水平布置。弹簧由钛制成，减震器有一个调节机构和一个储液罐，储液罐内部集成在前轴减震器上。对于前轴上的水平弹簧减振器元件，垂直接触力通过连杆传递，连杆直接位于下叉臂上的旋转轴承旁边。用于控制摇杆的支架的壁厚仅为0.4毫米，每个支架的重量仅为95克，每个摇杆的重量小于195克。由于空气完全流经Bolide的前轴，其运动学部件非常轻且坚固，并在空气动力学方面进行了优化。此外，Bolide的所有其他3D打印元件具有1250N/mm2的拉伸强度。GTzke解释道，“通过内部开发的特殊热处理工艺，抗拉强度大大提高，而断裂应变至少达到19%。”100克推杆的开发人员尤其为博立德的推杆感到骄傲。霍普说：“他们将力传递给摇臂，根据驱动方式的不同，摇臂可以承受高达3.5吨的最大压力。然而，由于使用了各种创新技术，它的重量只有100克。”此外，布加迪的开发商还首次改变了薄壁空心杆的壁厚。空心杆壁向中心变厚，然后再次变薄，这意味着它们能够最好地适应局部应力。与人体骨骼类似，该组件具有内部结构。这种特殊结构最近也获得了专利。与大规模生产、知名且重量优化的钛制排气管装饰盖相比，布加迪由3D打印钛和陶瓷制成的混合组件将重量减轻了约一半。组件的长度超过280毫米，但壁厚始终只有0.5毫米，因此重量小于750克。由于陶瓷材料的热导率远低于钛合金，布加迪引入了特殊的陶瓷元素，并嵌入钛合金外壳中，盖板相对于碳皮居中。因此，即使排气温度极高，皮肤也不会受到损伤。隔热罩还由内置的文丘里喷嘴支撑：当热废气进入排气尾管装饰盖时，新鲜空气被吸入，在热废气流周围形成冷空气夹套。几个月前，随着Bolide的推出，布加迪提出了非凡技术的概念。这款标志性的8.0升W16发动机的功率输出高达1850PS？，它可以为重量只有1240公斤的汽车提供动力。这意味着该车具有令人难以置信的0.67千克/秒的重量/功率比，超过500公里/小时的最高速度，完美的操控性和最大的灵活性。弗兰克格？Tzke总结道：“有许多技术亮点使博励德如此独特，但这些技术也可以应用于量产车，这是我们继续发展和努力的方向。110多年来，布加迪以其独特的创新给人留下了深刻印象，并将在未来继续努力

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