案例：使用3D打印重建保時(shí)捷發(fā)動機(jī)部件

每一個(gè)擁有傳奇的保時(shí)捷550 Spider、904或356 Carrera的人都是幸運(yùn)的。這些車的價(jià)值在過去幾年里都大幅增加。不過有點(diǎn)缺憾的是，一些特殊的部件，如發(fā)動機(jī)氣缸蓋等因?yàn)橐呀?jīng)不再提供。所以如果有任何損壞或需要更換，只能重新定制或者通過逆向工程進(jìn)行復(fù)制。而這時(shí)候，最方便經(jīng)濟(jì)的方便就是3D打印了。

保時(shí)捷550 Spider

   

保時(shí)捷904                                 保時(shí)捷356 Carrera

重建這些車輛的復(fù)雜部件，對于任何設(shè)計(jì)工程師都是一個(gè)挑戰(zhàn)，尤其是在大多數(shù)情況下沒有可用的圖紙。那些OEM廠商也不會提供這些。在這種特定情況下，比如要重制一個(gè)Carrera的鋁制氣缸蓋的話，只能從頭對原來有缺陷的那個(gè)汽缸蓋進(jìn)行測量與掃描。

氣缸蓋的幾何重建

氣門導(dǎo)管、座圈、凸輪軸軸承、進(jìn)氣和排氣管道、汽缸蓋螺釘?shù)榷夹枰獢?shù)字化并精心設(shè)置為3D模型。然后下一步將其組合為更大的組件的功能模型，最后從鑄造的角度增加技術(shù)指標(biāo)，如現(xiàn)場測量、斜角和圓角等。

3D打印經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的砂芯  

來自德國Mössingen的CAD Support公司完成了這些部件的幾何重建。下一步就是制造重建對象的砂芯。但是由于資金的限制，采用傳統(tǒng)的制造方式制作砂芯已經(jīng)不可能了。 唯一的解決辦法是用一臺3D打印機(jī)的打印型芯。

型芯包

于是，位于德國Friedberg的voxeljet 3D打印服務(wù)中心接到了這個(gè)總計(jì)11個(gè)型芯的訂單。voxeljet服務(wù)中心在這方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，借助性能優(yōu)良的voxeljet工業(yè)級3D打印機(jī)，該服務(wù)中心打印出的發(fā)動機(jī)氣缸最薄的散熱片厚度僅為2毫米，而且無需在內(nèi)外型芯加上額外的支撐結(jié)構(gòu)。

砂型澆鑄而成的部件

成型與精加工

最后的成型是由總部設(shè)在Schwäbisch Gmünd的Rauleder & Rudolf代工廠完成的，該公司專門制造特殊的部件。通過熱等靜壓（HIP）處理使其的機(jī)械性能出現(xiàn)了巨大的改進(jìn)，比如降低了部件的孔隙率。

然后還要經(jīng)過一道T6熱處理，以提升汽缸蓋的極限強(qiáng)度。該部件的精加工是在5軸加工中心里根據(jù)3D CAD文件完成的。完成后，這件鋁制的汽缸蓋就可以裝配到車上了（見下圖）。

完成后的汽缸蓋