諾丁漢大學(xué)開發(fā)出可提高燃油效率的3D打印汽車零部件

更好的節(jié)油型汽車是爭取更清潔空氣、降低化學(xué)燃料消耗和減緩氣候變化的關(guān)鍵因素，而駕駛員則可以減少在燃?xì)夥矫娴闹С觥Ｈ剂闲市推嚨脑O(shè)計(jì)有很多，但是燃料效率設(shè)計(jì)的一個(gè)主要組成部分是減重。這是一個(gè)相對簡單和明顯的解決方案，車輛越輕，推進(jìn)所需的燃料越少，但實(shí)際上工程輕量級和安全的汽車并不那么簡單。

諾丁漢大學(xué)的工程師們努力開發(fā)新的增材制造工藝，不僅使汽車更加安全，而且提高燃料效率，降低噪音和二氧化碳排放。根據(jù)EPSRC增材制造和3D打印博士培訓(xùn)中心主任Christopher Tuck教授稱，該大學(xué)的增材制造和3D打印研究組十年來一直致力于研究汽車和航空航天工業(yè)技術(shù)。

“我們在這一領(lǐng)域的工作始于2007年開始的技術(shù)戰(zhàn)略委員會（現(xiàn)在的Innovate UK）的ATKINS項(xiàng)目，”Tuck告訴小編。“這是我們第一個(gè)涉及在MTT250選擇性激光熔融（SLM）系統(tǒng)上制造的Ti6Al4V輕質(zhì)晶格結(jié)構(gòu)的主要項(xiàng)目。在研究過程中，我們展示了格子和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的巨大潛力，以減少車輛重量，同時(shí)還開發(fā)我們的AM設(shè)計(jì)能力。”

2013年，該中心是ALSAM（通過添加劑制造的鋁晶格結(jié)構(gòu)）項(xiàng)目的主要合作伙伴，該項(xiàng)目涉及與汽車OEM合作，進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)，重點(diǎn)是創(chuàng)建由鋁合金制成的網(wǎng)格部件。同時(shí)，與項(xiàng)目合作伙伴雷尼紹及其AM250金屬增材制造機(jī)器合作，該集團(tuán)能夠重新設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)部件，燃料泵組件的一部分，以減少部件80％的重量。

去年，EPSRC、雷尼紹，以及和其他一些組織合作，開展了一個(gè)名為“汽車零部件功能性規(guī)范”（FLAC）的大型合作項(xiàng)目，計(jì)劃將一直持續(xù)到2019年。

“FLAC提出了一種新型的先進(jìn)部件，能夠減輕重量和提高熱性能，”Tuck告訴我們。 “我們將利用我們在研究小組中開發(fā)的內(nèi)部網(wǎng)格軟件FLatt Pack，在SLM成功處理之前使用新合金制造這些組件。”

FLAC旨在將新車輛部件的重量減少40％至80％，并在三年項(xiàng)目過程中展示SLM工業(yè)化的可行性和成本分析。通過更好的燃料效率，該項(xiàng)目有利于環(huán)境，而且由于鋁粉的可回收性以及消除了常規(guī)制造技術(shù)中所需的特殊工具和危險(xiǎn)切削液，它還將使浪費(fèi)和成本最小化。

該項(xiàng)目將研究的組件包括制動卡鉗、LED前大燈的散熱器和動力傳動系統(tǒng)子系統(tǒng)。短期內(nèi)，在豪華車和賽車市場，這些部件將二氧化碳排放量減少16.97g/km。

“FLAC將使英國汽車公司受益，通過允許他們?yōu)檩p量型車載部件的設(shè)計(jì)和制造采用創(chuàng)新技術(shù)，縮短交貨時(shí)間并降低成本，”Tuck說。“汽車行業(yè)是英國主要出口行業(yè)之一，按價(jià)值計(jì)算，占英國出口總額的6.3％。成功交付FLAC的產(chǎn)品組合將提高關(guān)鍵汽車技術(shù)的研發(fā)領(lǐng)導(dǎo)力，加強(qiáng)英國汽車供應(yīng)鏈，從而增加英國經(jīng)濟(jì)和政府的收入。”

據(jù)悉，該項(xiàng)目從Innovate UK獲得了170萬英鎊，還包括參與組織HiETA Technologies、Moog Controls、Bentley Motors、Alcon Components、Added Scientific和利物浦大學(xué)。