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更轻、更强、更紧凑的保时捷采用3D打印技术制造电动驱动外壳

易车新闻最近,易车从保时捷官方了解到,保时捷已经生产出了首款采用3D打印技术的完整的电驱动外壳。通过额外的激光熔化工艺生产的发动机齿轮箱单元已通过所有质量和压力测试,没有任何问题。

保时捷发展中心动力总成高级开发部项目经理FalkHeilfort说,‘这证明了3D打印技术的所有优势,也适用于电动跑车中的大型高应力零件。例如,优化的电动驱动可以用于限量版超级跑车。

高级开发部门的工程师可以使用原型一次执行多个开发步骤。3D打印制作的合金外壳比传统铸件更轻,驱动器总重量减轻10%左右。因为只有3D打印才有可能实现特殊的结构,所以高应力区的刚度加倍。3D打印的另一个优点是可以集成很多功能和组件。这大大减少了装配工作,直接提高了零件质量。

三维打印为小批量零件的开发和制造带来了新的机遇。保时捷正在大力推广使用3D打印来优化高应力零件。几个月前,新款活塞在911GT2RS高性能跑车中得到成功验证。现在开发的全电驱动外壳也满足高质量的要求。在与电机相同的外壳中,集成了一个双速齿轮箱。这种高度集成的方法是为跑车的前轴设计的。

法尔凯福特说,没有其他制造工艺能像3D打印那样提供如此多的可能性和如此快速的实施。设计数据可以直接从计算机传输到打印机,而不需要模具制造等中间步骤。然后,零件由铝合金粉末一层一层地制造,因此几乎可以制造任何几何形状,例如带有集成冷却通道的外壳。驱动器外壳由高纯度金属粉末通过激光金属熔合(LMF)制成。

3D打印提供的扩展设计自由度也与具体的设计要求密切相关。这包括工程师必须考虑到工件是通过熔合一层一层生产出来的。如果形状中有大的突起,可能需要规划支撑构件。在设计阶段,一定要考虑层建设的方向。由于机器技术的限制,打印第一个样机需要几天时间,而且由于部件尺寸的原因,要分两个施工工序。有了最新一代的机器,这个时间可以减少90%,整个外壳可以在一个施工过程中制造出来。

由于功能的集成和拓扑的优化,壳体组件的重量减轻了40%左右。由于结构轻巧,整个驱动器的重量节省了10%左右。同时刚度显著提高。虽然零件的壁厚只有1.5毫米,但由于网格结构,电机和齿轮箱之间的刚度增加了一倍。蜂窝结构降低了薄壳壁的振动,从而从整体上显著提高了驱动器的噪声。零件的集成使驱动器单元更加紧凑,显著改进了驱动器外壳,并减少了大约40个组装步骤。这相当于将生产时间减少了20分钟左右。另一个优点是变速箱热交换器集成了优化的热传导,可以提高整个驱动装置的冷却。这是进一步提高性能的基本要求。

在未来的产品创新中,3D打印技术生产的外壳再次展现了保时捷3D打印技术的潜力。在流程创新(快速开发和灵活生产)和新业务领域(如为零件定制新产品)方面也有潜力。对于保时捷来说,特别适合特殊系列、小批量系列和赛车运动。这种制造技术在技术和成本上具有优势。

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