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之前,在知乎上就有網(wǎng)友問到:“為什么討論頂級(jí)超跑的時(shí)候總是默認(rèn)布加迪不在討論范圍內(nèi)?”而排名靠前的回答是:“因?yàn)樗揪筒皇琼敿?jí),它是超頂級(jí)。從0加速到400km/h,再減速至0,總共只需要41.96秒。油門一踩,直接開向人生巔峰的感覺。”人們對(duì)布加迪Chiron的印象主要是:加速特別快、極速特別高。實(shí)際上,Chiron還對(duì)兩個(gè)事情情有獨(dú)鐘、孜孜不倦:
1、減重:俗話說,馬力大一匹,不如減十斤。凱龍的前代車型威航(Veyron)的馬力重量比就低于1kg/hp,Super Sport版本又降低50kg,計(jì)劃在SuperVeyron版本中再減重250kg。
2、加速:布加迪一直強(qiáng)調(diào)剎車性能要更為出色,這也是為啥它每次都是演示加速-減速兩個(gè)過程。
既在意減重、又在意剎車,于是布加迪Chiron就拿剎車卡鉗開刀了!
為啥減重非要3D打???
在保證性能的前提下,剎車卡鉗的減重思路有兩個(gè):
1、 換材料:鋼的強(qiáng)度雖高,但也很重,綜合起來不如鋁合金。比鋁合金的強(qiáng)度/重量比更強(qiáng)的是誰呢? 那就是鈦合金了! 但鈦合金存在一個(gè)問題,那就是切削加工困難,抗磨性差,總之就是不好加工。
2、 換結(jié)構(gòu):現(xiàn)有的剎車卡鉗結(jié)構(gòu),已經(jīng)是千錘百煉的了,還有優(yōu)化空間嗎?那就是所謂的仿生設(shè)計(jì)了!在大名鼎鼎的Boston Dynamics機(jī)器人上(如下圖),為了減重就使用了這種仿生設(shè)計(jì)方法。但仿生設(shè)計(jì)存在一個(gè)問題:那就是存在中空、復(fù)雜結(jié)構(gòu),切削、鑄造等傳統(tǒng)工藝很難加工。
Boston Dynamics機(jī)器人
可喜的是,換材料、換結(jié)構(gòu)遇到的加工問題,3D打印都可以解決!金屬3D打印最常用的技術(shù)是選擇性激光熔化(SLM,Selective Laser Melting),采用精細(xì)聚焦光斑快速熔化預(yù)置金屬粉末,直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結(jié)合的零件,得到的制作致密度可達(dá)99%以上。
精確控制激光束
將金屬粉末熔化
直觀理解,可以將SLM比喻為"逐層焊接技術(shù)",只不過焊接的激光特別精確罷了!
一個(gè)實(shí)際打印過程的視頻如下:
鈦合金剎車卡鉗的性能評(píng)價(jià)
就這樣,耗時(shí)45小時(shí),我們得到了一個(gè)3D打印鈦合金剎車卡鉗。從色澤上來看,鈦合金與鋁合金相似,看不出太大區(qū)別。從結(jié)構(gòu)上看,可以明顯地看出多處仿生設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。布加迪3D打印鈦合金剎車卡鉗
這個(gè)剎車卡鉗重量是2.9公斤,比原來的4.9公斤減重40%以上,效果顯著。拉伸強(qiáng)度達(dá)1,250 N/mm^2,也就是每平方厘米可以承受12.5噸的重量。觀看視頻:測(cè)試3D打印布加迪凱龍剎車卡鉗
不算設(shè)計(jì)測(cè)試費(fèi)用,按20元/g的成本計(jì)算,2.9公斤就是5.8萬元,4個(gè)剎車卡鉗那就一輛凱美瑞下去了??!還好,這是售價(jià)4000萬元的豪華車,20萬元可以接受。那么剎車卡鉗成本如何呢?
目前,3D打印一個(gè)剎車卡鉗大概需要45小時(shí),對(duì)于產(chǎn)量很少的超跑來說綽綽有余了。4個(gè)剎車卡鉗按200小時(shí)計(jì)算,差不多是半個(gè)月。也就是說,1年時(shí)間也只能生產(chǎn)20套剎車卡鉗而已!而這個(gè)設(shè)備價(jià)格是千萬元級(jí)別的。當(dāng)然,如果多買幾臺(tái),用于生產(chǎn)布加迪凱龍還是沒問題的!
SLM技術(shù)(選擇性激光熔化)
有人問,為了減重2公斤,有必要嗎?實(shí)際上,熟悉布加迪的朋友都知道,凱龍的前任車型威航,當(dāng)年就因?yàn)橹荒苓_(dá)到396km/h的極速,而遲遲不量產(chǎn),估計(jì)再拖兩年項(xiàng)目都要黃了!當(dāng)時(shí)如果有3D打印鈦合金的技術(shù),哪還用費(fèi)這個(gè)勁呢?
最后,言歸正傳。
從布加迪凱龍的案例可以看出:3D打印可以突破傳統(tǒng)加工工藝的束縛,從而實(shí)現(xiàn)更好的材料與更優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。布加迪將把鈦合金剎車卡鉗安裝在量產(chǎn)車上進(jìn)行測(cè)試,他們希望,除了卡鉗之外,3D 打印技術(shù)+鈦合金材料還可以用來制造其他汽車組件,發(fā)揮高強(qiáng)度、輕量化的優(yōu)勢(shì)。如今,3D 打印在汽車零部件方面的應(yīng)用還有很多,當(dāng)技術(shù)足夠成熟的時(shí)候,它能夠有效地降低零部件的生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)隨心所欲的定制化。我們相信,最終它肯定也不會(huì)只是高端車型的寵兒,而是成為普惠于民真正意義上的黑科技。
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