保时捷与马勒合作3D打印铝制活塞 可提升发动机性能/降低油耗

据外媒报道，作为与跑车制造商保时捷和机械制造公司通快集团合作的一部分，德国汽车零部件制造商马勒首次使用3D打印技术生产高性能铝活塞，并成功通过了保时捷911 GT2 RS跑车发动机测试台的测试。尽管通过标准锻造制造的活塞已经达到了其性能潜力的极限，但仍有可能通过提高效率将保时捷700马力发动机的功率提高30马力。马勒目前正在开发其3D打印技术，未来，该公司将能够通过为驱动系统、热管理和机电集成系统提供合适的组件，为电机等替代驱动系统领域的客户提供支持。

这一新工艺实现了所谓的仿生设计，模拟人体骨骼等自然结构，只在承重区域添加材料，使活塞结构适应负载。这种工艺节省了材料，与使用传统方法制造的活塞相比，3D打印的活塞重量轻20%，耐用性也有所提高。

此外，马勒的开发人员还在活塞环附近插入了一个位置合适、形状特殊的冷却通道。该设计基于马勒多年的活塞热加工经验，只能使用3D打印进行。该冷却通道降低了活塞顶环空上的温度负荷，从而优化了发动机燃烧，并为发动机实现更高的最高转速铺平了道路。

这一新的生产工艺是基于马勒开发的一种特殊铝合金，因为这种铝合金已成功用于铸造活塞很长一段时间。首先，将合金雾化成细粉末，然后使用激光金属熔化工艺进行印刷。激光束将粉末熔化到所需的厚度，然后在其顶部添加一层，一层一层，直到制造出活塞。使用这种方法，3D打印专家Trumpf可以在大约12小时内生产出由1200层粉末制成的活塞坯料。

然后，马勒最终对活塞毛坯进行了加工、测量和测试，以确保其必须符合传统制造部件中使用的严格标准。应特别注意活塞的中心区域——活塞裙部，以及连接到连杆的部分——销孔。为了在这些区域进行裙部脉冲和撕裂测试，马勒的工程师可以模拟活塞在未来操作过程中可能承受的载荷。除了切开活塞进行分析外，项目合作伙伴卡尔蔡司还使用CT扫描、3D扫描和显微镜进行了广泛的无损检测。结果表明，印刷活塞符合与传统生产活塞相同的高质量标准。在实际测试中，保时捷911 GT2 RS发动机配备了6个活塞，驱动单元在测试台上最具挑战性的条件下成功完成了200小时的续航测试。这包括以250公里/小时的平均速度行驶约6000公里，并在满载条件下运行约135小时；

它还包括25小时的负载运行，车辆在极端模式下运行。保时捷和传祺联合项目的另一部分也展示了3D打印的优势，这是一台隐藏在涡轮和原始增压空气冷却器之间的风道中的额外增压空气冷却机。由于使用了3D打印，这个额外的部件具有更大的传热表面，可以优化气流和空气冷却的控制，使进气更冷，提高发动机性能，降低油耗。马勒计划在未来的项目中进一步利用3D打印等新制造工艺的潜力，以扩大其在该领域的竞争力。更短的开发和生产时间是一个巨大的优势，尤其是对于电动交通等新技术来说。在电动移动运输领域，需要复杂的热管理组件来冷却和调节电动汽车、电机或变速箱外壳以及电池系统中的空气。电机外围部件（如空气通道、过滤器外壳和机油管理部件）的优化也依赖于这些新工艺。这一过程也发现了售后市场的需求，即为历史车辆开发小批量和生产停产部件。其他有前景的应用领域包括快速原型设计，如用于测试的部件的快速构建，以及利用3D扫描复制部件的逆向制造。

标签：保时捷保时捷911

汽车资讯热门资讯