汽车制造
2019年4月19日
在10月13日刚刚落下帷幕的2018第九届中国大学生方程式汽车大赛,盈普TPM3D就见证了这帮年轻人的激情。就让小编带大家探访上海交大大学方程式赛车队(以下简称交大赛车队),这支充满活力和青春的队伍。
图为:交通大队风采
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2019年4月10日
前几天小编和家人去迪卡侬运动商店逛逛,小侄子看到几辆自行车十分轻盈,但又十分坚固。于是就问起了店员,原来这是碳纤维打造的自行车。
碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维与传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。
下面是几个汽车和航空的使用纯碳纤材料的案例:
兰博基尼第六元素(碳元素序列是六)大量使用碳纤复合材料使得重量仅仅960公斤,甚至比人气小车polo还小100公斤
在汽车上众多高级品牌都使用了碳纤减重、从而减少排放和提高性能。
波音777X飞机正在使用AFP碳纤维自动放置技术打印超薄复合碳纤材料。
(这种技术是使用碳纤维为原材料,打印设备很精细,但价格也非常昂贵,设备有着一个长达6.4米的机械臂,头部有16个类似于老式缝纫机上线轱辘的装置,整个手臂被架置在12米长的轨道上,可以围绕模型运动进行快速打印,大大节约零部件和原型产品生产时间,降低成本。)
那么,有办法降低碳纤价格呢?那就是和相对便宜的尼龙材料混合,形成性能不错,又能满足要求的复合材料。这样说的话,无疑碳纤维尼龙在复合材料中一定会占有一席之地。
尼龙本身是性能优异的工程塑料,但吸湿性大,制品尺寸稳定性差.强度与硬度也远远不如金属。为了克服这些缺点,早在70年代以前。人们就采用碳纤维或其它品种的纤维进行增强以改善其性能。用碳纤维增强尼龙材料近年来发展很快,因为尼龙和碳纤维都是工程塑料领域性能优异的材料,其复台材料综台体现了二者的优越性,如强度与刚性比未增强的尼龙高很多,高温蠕变小,热稳定性显著提高了,尺寸精度好,耐磨。阻尼性优良,与玻纤增强相比有更好的性能。因而碳纤维增强尼龙(CF/PA)复合材料近年来发展很快。而对于3D打印来说使用SLS技术是最适合实现碳纤增强尼龙的一种技术手段。其技术亮点也越来越受人们的注意。国内的有些厂商诸如盈普也有过这方面经验,而且在不久的未来,将会发布新型碳纤增强尼龙烧结材料,请大家敬请期待。
某企业的FDM技术打造的碳纤尼龙工件
使用SLS...
2019年3月24日
受国内某大型汽车公司的委托,该汽车公司需要研发一些汽车空调和配件的开发设计,并进一步实施验证。TPM3D盈普科技利用自主研发的各款尼龙高性能粉末材料,联合该汽车公司,将SLS尼龙粉末烧结技术的优点,发挥得淋漓尽至,直接应用到该公司汽车空调及零配件的解决方案当中,实现了汽车空调和配件制造模式的量化。
亮点一...
2019年3月13日
在之前的军事类碳纤尼龙增强材料的文章,最后有一张由3D碳纤尼龙制造的汽车脚踏板的应用图片,这引起了一些观众的反馈,这次我们好好探究下碳纤尼龙增强如何帮助汽车民用这一重要支柱产业的。
图为:3D制造的尼龙碳纤材料的汽车零件
首先,我们得了解目前汽车发展的方向。目前汽车主要有2大发展目标:智能化和节能减排。智能化主要借助AI、神经网络引擎、5G技术这里暂时不做赘述。而节能减排这个大目标又可以细分为:清洁能源、轻量化、发动机、传动系统热效率、机械结构优化、减少风阻和路阻。以现有电动车为代表的新能源车,受制于电池储存技术暂时未有重大突破,只能通过垒砌大电池组来缓解续航问题。提高内燃机热效率近十年来也突破,从30%到40%也付出巨大人力财力研究。风阻和路阻也基本难以近期有重大突破。所以现在和未来一段时间是主要看汽车轻量化。
轻量化两大要素
1、材料:在没有找到汽车用钢合适的替代材料时,只有寄希望于汽车结构的优化或钢材性能的提高上。但钢材的比重是无法逾越的天敌。故成效不大。寻找最佳的钢材替代材料是汽车界有史以来始终孜孜以求的目标。
2、部件设计:模块化、整体化的设计,可以大大节省连接件的数量和重量。
使用一体成型零件大大提升制造效率、减少开模费用
通过碳纤尼龙复合材料解决材料问题,通过大尺寸SLS尼龙烧结设备如TPM3D的S600解决整体化、模块化和拓扑优化的制造问题,无疑是一条可行的思路。
正是看到这点,如新一代宝马7系列中有三十多种零部件使用了碳纤维复合材料(CFRP),分别有:车身、底盘、车顶、车门、头盖、引擎盖、尾翼、压尾翼、中控台、装饰条、仪表盘、传动轴、特殊动力传动系统、座椅、座椅套垫、前扩散器、尾扰流板、后扩散器、后视镜外壳、悬挂臂、前唇、侧裙、侧格栅、车用箱包、导流罩、A柱、遮阳罩、散热器面罩、侧护板、低位踏板、副保险杠等外部和车身、内饰和外饰配件等系统。这些应用等于在节能减排的4个方面中,涉及到了轻量化、发动机和传动系统热效率和机械结构优化、减少风阻和路阻的三个方面。
图为:正在安装碳钎维复合材料材料的宝马生产线
宝马全碳纤复合材料轮毂的比一般铝合金轮毂轻35%,这将大大较少车轮的转动惯量(业内普遍共识:车轮1减重公斤约等于车身10公斤)
图为:福特野马的类似轮毂
在美国橡树岭国家实验室(ORNL)用熔融沉积制造技术将碳素纤维颗粒打印成一体式汽车底盘。刚度、强度分别提高了5-7倍与3倍不但提高零件的属性,还减少了加工时间。这说明美国政府也十分注重这项材料和3D打印技术对于汽车行业的作用。...
2019年3月7日
对于酷酷的机车,蓝孩子是毫无抵抗力的。老牌民谣歌手Christopher Cross的代表作—《Ride like the Wind》更是把这种骑士风格演唱的动人心魄。今天我们就讲讲摩托车上的3D应用吧。
我们在以前汽车中也说到一些3D打印方向的应用,其实很多也是可以照搬到摩托车上。比如SLA制造的摩托车灯、SLS制造的尼龙6阻燃油箱等,SLM制造的金属车架等。
到2019年,NOWLAB和其3D打印机制造商已经开发出世界上第一台全3D打印和功能性电动摩托车NERA。由MarcoMattiaCristofori和MaximilianSedlak设计,未来主义的Nera电动自行车仅由15个零件构成。所有NERA的自行车零件(不包括电气元件)都经过3D打印,包括轮胎,轮辋,车架,前叉和座椅。
其中利用3D制造的无气轮胎,还是相当超前的。可定制胎面的无气轮胎、可定制的坐垫和“油箱”、质量轻但坚固耐用的菱形轮毂、无叉转向系统等。电机和电瓶则被车壳巧妙的隐藏起来。
这一点国内其他行业使用SLS的tpu材料也有类似应用
有着3d打印使用经验的德国宝马汽车公司旗下摩托车品牌BMW...
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