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　　【机床商务网 机床上下游】在路虎BAR帆船队技术创新小组 (TIG) 的支持下，增材制造(3D打印)技术 — 和许多其他技术如人工智能、大数据分析等一样 — 已融入到船队的日常工作中。在本案例中，TIG一方面与生产金属增材制造设备的测量专家雷尼绍公司携手合作，另一方面使用其更为熟悉的塑料3D打印技术，结合各自的优点来制作零件原型。

 

　　来自PA Consulting公司的TIG项目经理George Sykes评价说：“在团队内部，我们分三种不同的级别来应用3D打印技术。简单的一种是原型制作和可视化工具。当需要生产大批量的定制零件时，在确定终成品之前，我们可以在内部首先利用3D打印技术制作出全尺寸原型。”
 

　　路虎BAR帆船队的设计室内配有3D打印机，只需点击几下鼠标，工程师就能用塑料真实制作出设计师所构想的几乎所有模型。
 

　　“这种制作原型的方法非常有助于我们研发某些新零件，”路虎BAR帆船队技术官Andy Claughton说，“我们能够真实触摸到这些零件原形，将它们安装到帆船上，或与系统中的其他部件相连接，这令我们能够找出潜在问题，完善设计，终投入成品生产。”
 

　　船队拥有一家装备齐全的传统加工车间，同时还拥有一个复合材料研究团队。利用这些资源，船队几乎可以制作出想要的所有零件，但是如果能够使用3D打印技术制作零件成品，那么他们毫无疑问会选择3D打印。这种方式的一大优势便是可以大幅度地降低成本。
 

　　船首斜桅的端盖就是一个很好的例子。它的形状比较复杂，设计用于减少空气阻力。该零件很适合通过塑料3D打印技术制作，因为零件上没有载荷，且一艘帆船上只需一个这样的零件。在过去的很长一段时间里，这个定制的端盖零件一直是用碳纤维材料制成的，然而其制作过程耗时且需要丰富经验，因此零件成本较高。如今，一旦设计出新的端盖模型，船队在数小时内便可将其生产出来，且仅需花费几英镑。
 

　　“但是，我们别的3D打印应用则是雷尼绍提供的金属增材制造技术，”Sykes补充道，“用金属制造定制零件是3D打印技术中前沿的领域。”
 

　　金属3D打印通过像纸一样薄的精细金属粉末层来制造零件，每个薄层的厚度通常仅为0.05 mm，而这些金属粉末的稠度则与玉米淀粉类似。增材制造系统在充满氩气的惰性环境中工作 — 这如同灯泡中的环境；系统加热金属粉末使其熔化，但不会使其燃烧或与空气中的氧气或杂质发生反应。利用激光束进行加热，通过由软件控制的光学镜组引导激光束，聚集热量以熔融所需的加工区域。
 

　　路虎BAR帆船队早采用该技术制作的零件是一个定制的滑轮外壳，用于活动披水板吊索内的滑轮。该零件要承载较高的压缩载荷，且需具有良好的耐磨性，因此金属是理想的选择。所有高强度金属的密度(单位体积的重量)都比碳纤维要大，因此为了减轻重量，零件终采用了空心设计。除了增材制造技术，任何其他方法都难以制造出此类零件。
 

　　“增材制造技术在零件减重和增效方面具有非常惊人的潜力，”Andy Claughton解释说，“举个例子，我们曾在液压系统上花费了很多心思。在3D打印出现之前，该系统的所有零件都是通过切削实心金属料坯来制造的。使用切削法加工出的零件形状十分有限，这一方面限制了设计自由，另一方面也限制了零件的效能。
 

　　“例如，液压流体并不‘喜欢’流过那些尖锐的弯角，如果必须这样设计的话，将会带来能量的损失。如果采用传统制造技术，这可能是零件的设计方式，但是有了增材制造技术后，便可加工出内含光滑圆角的零件，这将大大提高流体传输的效率。
 

　　“除了提升零件效能，我们现在还可以制造出更加轻巧的零件，因为我们仅需在必要位置添加材料。过去，利用车床或其他切削机床，我们能够加工出的零件几何形状存在许多限制，这意味着我们可能无法去除某些不必要的材料，而我们的帆船也不得不带着这些多余的重量航行。这些以后都不会成为问题了。”
 

　　雷尼绍为其帆船的液压系统生产了多个关键零件，但是船队不愿透露过多的设计细节，据说新的AM歧管设计重量减少了60%，而效能则提升超过20%。
 

　　雷尼绍增材制造产品部产品市场工程师David Ewing说：“与路虎BAR的合作有助于提高我们的增材制造技术水平。增材制造包含一整套复杂的制造方案，涵盖从零件设计到工艺流程等方方面面的专业知识。好的应用是使用少的材料来达到设计要求，产品具有实用的功能性优点，且应在设计时便已将制造方法考虑在内。我们为路虎BAR生产的液压系统零件就是一个的例子。”
 

　　“雷尼绍在这场面向制造业未来的竞争中处于前列，他们利用自身的优势为我们提供了实实在在的帮助。这项技术将在我们的制造理念中扎根，并且它将在未来的制造流程中发挥越来越大的作用。”AndyClaughton总结道。
 
    （原标题：路虎BAR帆船通过金属3D打印的液压零件提升性能）