驚艷亮相

 

國(guó)內(nèi)首臺(tái)金屬3D打印概念賽車(chē)

 

“轟——”昨日下午4時(shí)，在長(zhǎng)沙理工大學(xué)金盆嶺校區(qū)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，大約200公斤重的FNX-16賽車(chē)，在跑道上一圈又一圈地高速繞行。經(jīng)測(cè)試，其時(shí)速在 130公里左右，行駛姿態(tài)穩(wěn)定，操控敏捷。只見(jiàn)賽車(chē)時(shí)而漂移，時(shí)而加速，吸引了大量同學(xué)圍觀，大家齊聲歡呼吶喊。這是全國(guó)首臺(tái)“金屬3D打印賽車(chē)”—— FNX-16在長(zhǎng)沙理工大學(xué)的首發(fā)儀式，它即將出征2016中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽。

 

 

“大概3年前，中國(guó)賽車(chē)界引入了高分子材料 3D打印的概念。今天，我們做出了全國(guó)首臺(tái)金屬3D打印為概念的賽車(chē)，這些金屬3D打印的零部件更堅(jiān)固、更穩(wěn)定、費(fèi)用更高。對(duì)我們而言，最重要的是制作難度更大。”長(zhǎng)沙理工大學(xué)賽車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)趙樹(shù)成談起這臺(tái)車(chē)的創(chuàng)制過(guò)程時(shí)說(shuō)。長(zhǎng)沙理工大學(xué)前后五屆、300多名大學(xué)生接力5年，制造出“FNX系列”大學(xué)生方程式賽車(chē)，到昨日已經(jīng)是第5臺(tái)即“FNX-16”賽車(chē)。這輛車(chē)從去年開(kāi)始研制，直到今年暑假結(jié)束時(shí)才基本定型。在攻關(guān)階段，很多同學(xué)都是從早上8時(shí)干到深夜。經(jīng)費(fèi)上，由于撥款不夠，趙樹(shù)生和一些團(tuán)隊(duì)成員先后拿出數(shù)萬(wàn)元，同時(shí)聯(lián)系到一家業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的3D打印廠(chǎng)商成為贊助廠(chǎng)商，贊助了團(tuán)隊(duì)20余萬(wàn)元。

 

研發(fā)過(guò)程

 

賽車(chē)設(shè)計(jì)由大學(xué)生自主完成

 

 

金屬3D打印成本很高，一個(gè)金屬3D打印的零部件要上萬(wàn)元。贊助廠(chǎng)家只管生產(chǎn)，工程設(shè)計(jì)必須由大學(xué)生們自主完成。比方做一個(gè)懸架立柱，就返工了5次。在指導(dǎo)老師袁翔、廠(chǎng)商工程師唐工等人的指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)數(shù)次重新設(shè)計(jì)、改圖、做匹配，耗時(shí)一個(gè)暑假，終于將懸掛系統(tǒng)的立柱、搖臂等以金屬3D打印的方式制造出來(lái)。由于用的是最先進(jìn)的SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，各零部件嚴(yán)絲合縫，運(yùn)作優(yōu)良。

 

賽車(chē)隊(duì)員們邊干邊學(xué)邊摸索，從設(shè)計(jì)到制造再到調(diào)適，光零件就買(mǎi)了上千個(gè)。大伙困了就睡車(chē)庫(kù)，沒(méi)錢(qián)了就自己掏腰包湊錢(qián)買(mǎi)零件，寒暑假留校加班加點(diǎn)……“有一次，為了調(diào)試發(fā)動(dòng)機(jī)，我們軟磨硬泡找到一個(gè)贊助場(chǎng)地，在酷熱的夏天坐兩個(gè)小時(shí)公交車(chē)去廠(chǎng)房。天剛亮出門(mén)，回來(lái)時(shí)已是滿(mǎn)天繁星。”趙樹(shù)成說(shuō)，從尋求贊助、零件加工、整車(chē)裝配、賽車(chē)落地，最后準(zhǔn)備去參賽，全部由團(tuán)隊(duì)自主完成。“團(tuán)隊(duì)成員們的年齡和專(zhuān)業(yè)不同，但我們都有一個(gè)共同的賽車(chē)夢(mèng)。”

 

“這次制造賽車(chē)的過(guò)程開(kāi)發(fā)了自己的思維，鍛煉了自己的創(chuàng)新能力。”團(tuán)隊(duì)成員陶益?zhèn)フf(shuō)，F(xiàn)NX-16只有大約200公斤重，行駛姿態(tài)也比上一個(gè)版本要穩(wěn)定得多。

 

長(zhǎng)沙理工大學(xué)汽車(chē)與機(jī)械工程學(xué)院黨委書(shū)記曹瑛感慨地說(shuō)，這些同學(xué)艱苦創(chuàng)業(yè)、屢創(chuàng)佳績(jī)，從他們身上，能看到“中國(guó)制造2025”的光明未來(lái)。

 

3D打印

 

可生產(chǎn)出賽車(chē)的各種金屬零部件

 

“包括進(jìn)氣歧管、輪轂、方向盤(pán)、空氣動(dòng)力學(xué)套件等諸多零部件，用的都是3D打印技術(shù)。”團(tuán)隊(duì)成員王慧介紹說(shuō)，“如果采用機(jī)械制作方法，很多地方需要制造很多細(xì)小零件，要不同的模具、機(jī)床。運(yùn)用3D打印技術(shù)后，只需要在軟件上建模成型，導(dǎo)入到打印機(jī)器中，就可一次性打印出整個(gè)競(jìng)技系統(tǒng)。”

 

而在整個(gè)制作過(guò)程中，金屬3D打印與塑料3D打印有些不同，需要使用特殊的添加劑，這就意味著需要分多個(gè)層次，層層打印才能造出所需要的形狀。同時(shí)，金屬可以通過(guò)激光被分解成非常細(xì)小的金屬粉末。而這種粉末的直徑比人類(lèi)頭發(fā)的直徑還要小一半，這就意味著金屬3D打印機(jī)可以制造出非常小巧而復(fù)雜的組件。而包括鋁和鋼鐵等構(gòu)成汽車(chē)底盤(pán)的主要金屬零部件，都可以通過(guò)3D打印來(lái)完成。

 

未來(lái)前景

 

汽車(chē)工業(yè)將廣泛運(yùn)用3D打印技術(shù)

 

根據(jù)中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽的規(guī)定，車(chē)輛必須使用排量不超過(guò)610cc的四沖程汽油機(jī)，因此，F(xiàn)NX-16采用的是600cc摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。為了讓這臺(tái)賽車(chē)比賽成績(jī)更好，整個(gè)團(tuán)隊(duì)分成動(dòng)力、懸掛、車(chē)身等多個(gè)組，盡量讓研制出的這臺(tái)賽車(chē)更輕量化、更堅(jiān)固、更具操控性。團(tuán)隊(duì)的40名成員都有專(zhuān)業(yè)分工，從車(chē)架車(chē)身制造、發(fā)動(dòng)機(jī)制造，到財(cái)務(wù)管理、宣傳外聯(lián)，都有專(zhuān)人負(fù)責(zé)。

 

據(jù)了解，德國(guó)寶馬是最早開(kāi)始采用3D打印技術(shù)的汽車(chē)企業(yè)之一，早在1990年，也就是3D打印正式誕生之后不久，他們就將這項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)自己的快速科技中心。

 

中國(guó)擁有巨大的工業(yè)市場(chǎng)和數(shù)十萬(wàn)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)，工業(yè)企業(yè)將成為金屬3D打印未來(lái)最主要的客戶(hù)。有了3D技術(shù)，大型工業(yè)將不再需要規(guī)模過(guò)于龐大的工廠(chǎng)廠(chǎng)房，未來(lái)的制造基地將會(huì)更小、更快、更智能，產(chǎn)能會(huì)比當(dāng)前提高數(shù)倍。“未來(lái)的汽車(chē)工業(yè)，必然將更廣泛地運(yùn)用3D打印技術(shù)。”王慧說(shuō)。

 

相關(guān)鏈接

 

中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽

 

中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽，簡(jiǎn)稱(chēng)“中國(guó)FSC”，是一項(xiàng)由中國(guó)高等院校汽車(chē)工程或汽車(chē)相關(guān)專(zhuān)業(yè)在校學(xué)生組隊(duì)參加的汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造比賽。各參賽車(chē)隊(duì)按照賽事規(guī)則和賽車(chē)制造標(biāo)準(zhǔn)，在一年時(shí)間內(nèi)自行設(shè)計(jì)和制造出一輛在加速、制動(dòng)、操控性等方面具有優(yōu)異表現(xiàn)的小型單人座休閑賽車(chē)，成功完成全部或部分賽事環(huán)節(jié)的比賽。評(píng)測(cè)項(xiàng)目包括：技術(shù)檢查、制造成本分析、營(yíng)銷(xiāo)報(bào)告、賽車(chē)設(shè)計(jì)、單項(xiàng)性能測(cè)試等。第一屆比賽于2010年舉行。

 

中國(guó)FSC致力于為國(guó)內(nèi)優(yōu)秀汽車(chē)人才的培養(yǎng)和選拔搭建公共平臺(tái)，通過(guò)全方位考核，提高學(xué)生們的設(shè)計(jì)、制造、成本控制、商業(yè)營(yíng)銷(xiāo)、溝通與協(xié)調(diào)等五方面的綜合能力，全面提升汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，為中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行長(zhǎng)期的人才積蓄，促進(jìn)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)從“制造大國(guó)”向“產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)”的戰(zhàn)略方向邁進(jìn)。

 

延伸閱讀

 

奧迪制造金屬3D打印概念賽車(chē)模型

 

不少汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)3D打印這種新興技術(shù)非常感興趣，尤其是在高強(qiáng)度材質(zhì)方面的運(yùn)用。奧迪的工具制造部門(mén)就運(yùn)用金屬3D打印技術(shù)，制造出了一臺(tái)概念賽車(chē)模型。

 

2015年，奧迪利用金屬3D打印技術(shù)，制造出一臺(tái)1∶2比例的Auto Union Typ C賽車(chē)。目前這臺(tái)賽車(chē)只是模型，還無(wú)法利用3D技術(shù)打印出全尺寸的汽車(chē)組件。3D打印的最大好處就是可以減少?gòu)U料的產(chǎn)生，并且提高效益成本，同時(shí)也減少了零配件廠(chǎng)商在建模時(shí)的復(fù)雜性，從而加速整個(gè)汽車(chē)的研發(fā)和裝配過(guò)程。