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驚艷亮相

 

國內首臺金屬3D打印概念賽車

 

“轟——”昨日下午4時，在長沙理工大學金盆嶺校區運動場，大約200公斤重的FNX-16賽車，在跑道上一圈又一圈地高速繞行。經測試，其時速在 130公里左右，行駛姿態穩定，操控敏捷。只見賽車時而漂移，時而加速，吸引了大量同學圍觀，大家齊聲歡呼吶喊。這是全國首臺“金屬3D打印賽車”—— FNX-16在長沙理工大學的首發儀式，它即將出征2016中國大學生方程式汽車大賽。

 

 

“大概3年前，中國賽車界引入了高分子材料 3D打印的概念。今天，我們做出了全國首臺金屬3D打印為概念的賽車，這些金屬3D打印的零部件更堅固、更穩定、費用更高。對我們而言，最重要的是制作難度更大。”長沙理工大學賽車隊隊長趙樹成談起這臺車的創制過程時說。長沙理工大學前后五屆、300多名大學生接力5年，制造出“FNX系列”大學生方程式賽車，到昨日已經是第5臺即“FNX-16”賽車。這輛車從去年開始研制，直到今年暑假結束時才基本定型。在攻關階段，很多同學都是從早上8時干到深夜。經費上，由于撥款不夠，趙樹生和一些團隊成員先后拿出數萬元，同時聯系到一家業內領先的3D打印廠商成為贊助廠商，贊助了團隊20余萬元。

 

研發過程

 

賽車設計由大學生自主完成

 

 

金屬3D打印成本很高，一個金屬3D打印的零部件要上萬元。贊助廠家只管生產，工程設計必須由大學生們自主完成。比方做一個懸架立柱，就返工了5次。在指導老師袁翔、廠商工程師唐工等人的指導下，團隊數次重新設計、改圖、做匹配，耗時一個暑假，終于將懸掛系統的立柱、搖臂等以金屬3D打印的方式制造出來。由于用的是最先進的SLS選擇性激光燒結技術，各零部件嚴絲合縫，運作優良。

 

賽車隊員們邊干邊學邊摸索，從設計到制造再到調適，光零件就買了上千個。大伙困了就睡車庫，沒錢了就自己掏腰包湊錢買零件，寒暑假留校加班加點……“有一次，為了調試發動機，我們軟磨硬泡找到一個贊助場地，在酷熱的夏天坐兩個小時公交車去廠房。天剛亮出門，回來時已是滿天繁星。”趙樹成說，從尋求贊助、零件加工、整車裝配、賽車落地，最后準備去參賽，全部由團隊自主完成。“團隊成員們的年齡和專業不同，但我們都有一個共同的賽車夢。”

 

“這次制造賽車的過程開發了自己的思維，鍛煉了自己的創新能力。”團隊成員陶益偉說，FNX-16只有大約200公斤重，行駛姿態也比上一個版本要穩定得多。

 

長沙理工大學汽車與機械工程學院黨委書記曹瑛感慨地說，這些同學艱苦創業、屢創佳績，從他們身上，能看到“中國制造2025”的光明未來。

 

3D打印

 

可生產出賽車的各種金屬零部件

 

“包括進氣歧管、輪轂、方向盤、空氣動力學套件等諸多零部件，用的都是3D打印技術。”團隊成員王慧介紹說，“如果采用機械制作方法，很多地方需要制造很多細小零件，要不同的模具、機床。運用3D打印技術后，只需要在軟件上建模成型，導入到打印機器中，就可一次性打印出整個競技系統。”

 

而在整個制作過程中，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層次，層層打印才能造出所需要的形狀。同時，金屬可以通過激光被分解成非常細小的金屬粉末。而這種粉末的直徑比人類頭發的直徑還要小一半，這就意味著金屬3D打印機可以制造出非常小巧而復雜的組件。而包括鋁和鋼鐵等構成汽車底盤的主要金屬零部件，都可以通過3D打印來完成。

 

未來前景

 

汽車工業將廣泛運用3D打印技術

 

根據中國大學生方程式汽車大賽的規定，車輛必須使用排量不超過610cc的四沖程汽油機，因此，FNX-16采用的是600cc摩托車發動機。為了讓這臺賽車比賽成績更好，整個團隊分成動力、懸掛、車身等多個組，盡量讓研制出的這臺賽車更輕量化、更堅固、更具操控性。團隊的40名成員都有專業分工，從車架車身制造、發動機制造，到財務管理、宣傳外聯，都有專人負責。

 

據了解，德國寶馬是最早開始采用3D打印技術的汽車企業之一，早在1990年，也就是3D打印正式誕生之后不久，他們就將這項技術引進自己的快速科技中心。

 

中國擁有巨大的工業市場和數十萬規模以上工業企業，工業企業將成為金屬3D打印未來最主要的客戶。有了3D技術，大型工業將不再需要規模過于龐大的工廠廠房，未來的制造基地將會更小、更快、更智能，產能會比當前提高數倍。“未來的汽車工業，必然將更廣泛地運用3D打印技術。”王慧說。

 

相關鏈接

 

中國大學生方程式汽車大賽

 

中國大學生方程式汽車大賽，簡稱“中國FSC”，是一項由中國高等院校汽車工程或汽車相關專業在校學生組隊參加的汽車設計與制造比賽。各參賽車隊按照賽事規則和賽車制造標準，在一年時間內自行設計和制造出一輛在加速、制動、操控性等方面具有優異表現的小型單人座休閑賽車，成功完成全部或部分賽事環節的比賽。評測項目包括：技術檢查、制造成本分析、營銷報告、賽車設計、單項性能測試等。第一屆比賽于2010年舉行。

 

中國FSC致力于為國內優秀汽車人才的培養和選拔搭建公共平臺，通過全方位考核，提高學生們的設計、制造、成本控制、商業營銷、溝通與協調等五方面的綜合能力，全面提升汽車專業學生的綜合素質，為中國汽車產業的發展進行長期的人才積蓄，促進中國汽車工業從“制造大國”向“產業強國”的戰略方向邁進。

 

延伸閱讀

 

奧迪制造金屬3D打印概念賽車模型

 

不少汽車生產廠家對3D打印這種新興技術非常感興趣，尤其是在高強度材質方面的運用。奧迪的工具制造部門就運用金屬3D打印技術，制造出了一臺概念賽車模型。

 

2015年，奧迪利用金屬3D打印技術，制造出一臺1∶2比例的Auto Union Typ C賽車。目前這臺賽車只是模型，還無法利用3D技術打印出全尺寸的汽車組件。3D打印的最大好處就是可以減少廢料的產生，并且提高效益成本，同時也減少了零配件廠商在建模時的復雜性，從而加速整個汽車的研發和裝配過程。