金属3D打印冷却水套助力哈工大电车队驰骋赛场

2018-12-07

  近年来,3D打印技术频现大学生方程式大赛,助力来自世界各地的车队在赛场上展现速度与激情。先临三维曾赞助国内外多家车队驰骋赛场,今年,先临三维携手易加三维共同助力哈尔滨工业大学(威海)HRT车队在2018中国大学生方程式系列赛事珠海站中获得电车赛的季军。

  HRT车队HIT Racing Team (简称HRT)

  哈尔滨工业大学方程式赛车队,是哈尔滨工业大学(威海)为参加全球FSAE大赛专门成立的一支国际化团队。自2009年11月成立以来,已经由一支油车队伍发展到拥有油车、电车、巴哈越野车、无人车四支车队的成熟组织,多次参加了包括中国襄阳、上海、日本小笠山、德国霍根海姆和美国加利福尼亚的国内外大赛,并取得了不俗的成绩。

  先临三维携手易加三维赞助的是HRT电车车队,在新赛季中,车队继续追求轻量化稳定化的同时,还在系统布置和材料方面做了新的探索性尝试,使车的设计更加精细化,综合性更强。

  HRT 电车

金属3D打印制造赛车电机冷却水套

  易加三维是国内主流增材制造技术全面发展的高新技术企业,为国家大尺寸金属增材制造系统开发牵头承担单位,在汽车工业制造领域累积了大量经验和案例。在这次合作中,成功为车队使用金属3D打印机制造一体化电机冷却水套。

  赛车冷却系统(红圈处为电机冷却水套)

  金属3D打印优势

  通过传统工艺制造的冷却水套,需要组装两个部件(一个使用铝合金CNC机加工,一个使用塑料3D打印),不仅制造工艺复杂,而且水密性和内部结构强度也无法保证。通过金属3D打印成型的一体化电机冷却水套可满足严格散热条件,且制造时间短,水密性和结构强度高。

  左边为塑料3D打印的内核,右边为铝合金冷却水套

       外筒传统工艺制造的冷却水套

  设计与仿真模拟

  根据电机实际的工况需求,和金属3D打印的特性,在考虑电机平均功率、散热量、赛车运行时的热流量密度和比赛当地气温等因素,工程师设计的冷却水套需要满足基本强度要求,增大进出水口温差,减轻自身重量,并且方便维护。

  通过对水流的模拟,工程师不断改进设计方案,并对冷却水套再设计,最终得到合适金属3D打印的三维模型。

  3D打印和后处理

  完成设计后,易加三维使用EP-M250金属3D打印机,铝合金材料进行打印。在经过热处理、喷砂等后处理后,交付给车队。

  装配和测试

  将打印完成的电机冷却水套和电机进行装配并测试后,赛车成功地在珠海赛场驰骋并获得季军的好成绩。

  金属3D打印带来的优势

  金属3D打印制造技术能够实现赛车的

  —一体化及轻量化设计

  金属3D打印可以实现一体化结构打印,并通过拓扑优化,在满足强度的同时降低重量,为赛车带来更好的性能。

  —复杂结构的直接制造

  加快生产,实现形状、结构复杂,传统工艺难以加工的零件的快速制造。

  —个性化定制

  可以为赛车手量身定制方向盘、把手等部件。

  —方便维护

  相较于传统工艺,金属3D打印技术制造方便且快速,在产品研发和维护阶段都可快速修改和更换。

  伴随着3D技术的不断发展,我们将继续携手年轻车队不断创新,驰骋海内外赛场。

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