保时捷为911装金属3D打印发动机活塞，重量减轻10%
导读：根据《Wohler report》的统计数据，汽车行业已经成为3D打印技术最大的应用行业之一，虽然目前还没有大批量的用于生产汽车部件，但是在产品研发、高端车型的零件制造方面已经有不错的应用，正在向规模化生产的方向迈进中。保时捷在这方面也一直在不断探索。https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220334_elQA5q.jpg△保时捷使用3D打印技术生产的活塞，优势在于重量更轻，并拥有一个集成的冷却系统●3D打印活塞是保时捷和两家供应商合作伙伴共同研发的，重量轻了10％，并且拥有集成的冷却系统，使其效率更高，使得911 GT2 RS的690马力双涡轮增压发动机有可能再度提升30马力。●活塞是用一种金属粉末打印出来的，这种金属粉末用激光束熔化，层层堆积而成。●3D打印零件在大批量系列保时捷汽车中的应用，大概还要10年才能实现。2020年7月15日，南极熊获悉，德国汽车制造商保时捷为其911 GT2 RS全新设计、制作了3D打印的发动机活塞，它更轻、更硬，并拥有一个集成和封闭的冷却系统，从而提高了动力和效率，这在以前使用传统制造工艺是无法实现的。https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220334_YlIB9W.jpg德国零部件供应商Mahle和3D打印机制造商Trumpf（通快）帮助保时捷制造了可以在高性能发动机中应用的3D打印活塞。那么这些3D打印活塞是如何设计和制造出来的呢？Mahle公司全新设计了发动机的活塞结构，使用创成式优化设计，使得3D打印活塞重量比原有活塞减轻10％。https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220335_MXgKls.jpg并在活塞内部设计了封闭的冷却系统，可以为活塞快速降温，可以提高发动机转速，降低活塞的温度负荷，优化燃烧。https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220336_4cixk3.jpghttps://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220336_MkpRqx.jpg设计工作完成之后，Mahle使用通快的Truprint 5000 3D打印机，用高纯度的金属粉末为911 GT2 RS 3D打印了一套共6个活塞。这是一台三激光器的SLM金属3D打印机。
https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220336_0BPzQn.jpghttps://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220337_qnvyMd.jpg打印完成之后，需要进行后处理，包括清粉、机加工、检测等。https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220337_Rwciao.jpghttps://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220338_K9rNOd.jpg
检测合格以后，Mahle对3D打印的活塞进行了装机测试。
https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220338_3I2XSA.jpg在实验室里，六个活塞被装进了一台911 GT2 RS的3．8L双涡轮增压平六缸发动机中并由此开始了耐久性测试。评估内容包括24小时的模拟高速驾驶、以250公里／小时的平均速度驾驶、超6000公里的赛道驾驶等。保时捷甚至还模拟了加油过程的停车。接下来，工程师们在满载的情况下让活塞运转135小时，在不同速度的拖拉载荷下运转25小时。200小时后，测试成功，6个活塞全部通过。据了解，这种3D打印的铝活塞比GT2 RS通常使用的锻造活塞轻10％，并且得益于新管道的加入，活塞环区域的温度降低了20多度。这意味着引擎可以提高转速并释放额外的动力。https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220339_j82oLf.jpg保时捷先期驱动开发部门成员Frank Ickinger表示：“由于新的、更轻的活塞，我们可以提高发动机转速，降低活塞的温度负荷，优化燃烧。这使得911 GT2 RS的690马力双涡轮增压发动机有可能再度被压榨出30马力，同时提高热效率。”关于3D打印活塞的耐久性方面，目前仍没有进行长期的测试结果，保时捷也没有宣布是否计划将其应用于量产车，成本方面南极熊觉得保时捷911这样的高端车型应该是能够负担的起的。毕竟燃油车的造车技术已经到达了一定的层级，想要提高一点点都是很难的，3D打印为此提供了可能性。其实，保时捷此前也发布过3D打印技术的其他应用，比如在2020年3月推出了3D打印座垫，并提供了大约20种不再常规生产的经典汽车部件的3D打印版本．https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220339_dJSQKy.jpghttps://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202007/wx_article_20200715220340_WYjvln.jpg在3D打印行业布局方面，保时捷有自己的动作，比如与西门子、微软等公司联合投资碳纤维3D打印机制造商Markforged。南极熊期待，3D打印的金属部件在汽车行业尽快开展耐久性的测试，并且能够有效的降低成本，按照高端汽车先用，中低端汽车逐渐普及的方向发展，一旦达到批量应用的性价比临界点，这将是一个海量的市场。
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