保時捷成功完成911 GT2 RS 3D打印活塞耐久性測試

來源：cnBeta

據南極熊了解，保時捷已經完成了其911 GT2 RS引擎3D打印活塞的首次耐久性測試。測試結果是該部件不僅存活了下來，而且該汽車制造商的研究發(fā)現，打印的鋁合金活塞跟同類鑄造或鍛造部件相當甚至還有趕超的潛力。

據了解，保時捷涉足3D打印方面已有一段時間。這家汽車制造商表示，自上世紀90年代以來，他們就一直在使用3D打印技術進行快速原型制作和零部件開發(fā)，目前對外銷售的約有20個塑料、鋼材和合金打印的傳統汽車Porsche Classic生產零部件。最近，911和718賽車運動車型的桶式座椅開始接受訂單，客戶可以指定3D打印的坐墊和靠背表面的硬度、顏色和形狀。然而活塞可能是3D打印技術在汽車領域最具雄心的應用。

這個過程開始于利用3D打印優(yōu)勢重新設計活塞。保時捷通過使用計算機模擬和人工智能優(yōu)化了活塞的支撐形狀和底層拓撲結構、去除了不必要的材料并添加了必要的材料。其結果就是該汽車制造商所稱的利用有機結構形狀的“仿生”設計。部分3D打印優(yōu)化包括最小化支持材料，而不再需要加工來進行去除。

保時捷還能將一個冷卻管道整合到活塞的結構并單獨對特殊的雙噴射油噴嘴進行設計制造。這家汽車制造商稱，要想在機械加工或鑄造中實現這些加法制造技術是不可能的，至少是極其困難的。而隨著設計的分類和在大量的模擬測試，真正打印部件的時刻已經到來。

據了解，保時捷的活塞是在一臺高精度的Trumpf TruPrint 3000激光3D打印機上制造，該打印機通過強大、準確的激光焊接精細金屬粉末，一次只能打印出0.02到0.1毫米的一層。所用材料則是一種名為M174+的專有鋁合金，由其合作伙伴和零部件制造商Mahle開發(fā)和提供。每個活塞由約1200層熔融合金組成，打印大概要花費12個小時。幸運的是，它們能夠進行批量打印。

保時捷及其合作伙伴要求最終產品的屬性能跟鑄型材料生產的活塞相媲美，但與此同時還要確保跟蔡司展開緊密合作以此來用光學顯微鏡檢查、電鏡掃描、X光顯微鏡和3D掃描對材料展開測試和測量。此外，打印活塞還被拆解并分析。

在實驗室里，六個活塞被裝進了一臺911 GT2 RS的3.8L雙渦輪增壓平六缸發(fā)動機中并由此開始了耐久性測試。評估內容包括24小時的模擬高速駕駛、以250公里/小時的平均速度駕駛、超6000公里的賽道駕駛等。保時捷甚至還模擬了加油過程的停車。接下來，工程師們在滿載的情況下讓活塞運轉135小時，在不同速度的拖拉載荷下運轉25小時。200小時后，測試成功，6個活塞全部通過。

據了解，這種3D打印的鋁活塞比GT2 RS通常使用的鍛造活塞輕10%，并且得益于新管道的加入，活塞環(huán)區(qū)域的溫度降低了20多度。這意味著引擎可以提高轉速并釋放額外的動力。

目前，3D打印的GT2 RS活塞仍處于早期開發(fā)階段，且還沒有確定的具體生產計劃。然而，保時捷清楚的是，這項技術已經在這里，并且有了一個路線圖讓更多的3D打印部件進入到特殊的系列汽車并最終實現大規(guī)模生產。此外，隨著研究將銅作為3D打印材料，這項技術甚至還有望在電動汽車制造中找到有趣的新應用。

“我確信增材制造最遲在10年內將成為汽車研發(fā)和生產的一個重要組成部分，”Ickinger說道。

實際上，保時捷并不是唯一一家開發(fā)增材制造部件的汽車制造商。寶馬也投資了金屬3D打印，并在其Mini Yours項目中試驗了3D打印定制部件。與此同時，法國超級跑車制造商布加迪也曾展示了依靠3D打印技術制造的鈦制制動鉗。