voxeljet3维打印技术重建德拉赫赛车引擎

改装法国大奖赛的传奇赛车

带4.5升四缸发动机的德拉赫S型是其时代最伟大的赛车之一,也是寿命最长的:经过100多年经久的四缸,不可挽回的发动机损坏带来了最终的退出。借助逆向工程和voxeljet 3维打印此传说终于可以重生。

该法国汽车制造商德拉赫自1905年至1935年是全世界豪门客户的独家豪华车供应商。该公司更立足于赛车运动,并战果累累 - 例如在法国大奖赛和印第安纳波利斯。

今天,作为稀有汽车的德拉赫S型是史上无价之宝的杰作之一。仅存的1914年参加了法国大奖赛的赛车在100年后终于遭遇了引擎故障,采用传统的方法已无法修复。唯有打造全新的发动机才是能让此车重新启动的唯一解决方案。问题是:一个世纪后即没有了零配件,也没有了结构图纸。

损坏的发动机缸体成为数据基础

如果没有已损坏的发动机,那么此复杂的项目必须有要从零开始,并且基本上没有可能获取所需的数据材料。一个来自于澳大利亚的曾参加过CSIRO Lab 22 等的专家组为此疑难找到了解决方案。

此项目的负责人Phil Guilfoyle说:“我们拆卸了损坏的发动机,并使用测量臂做了一个结构重组。通过逆向工程,所需的3维数据被生成。在没有现代化测量技术和3维打印技术的情况下,此类稀有的赛车发动机的翻新基本上没有可能。但是通过今天的最新技术,我们快速并节省成本地实现了此项目。

尽管如此,此项目需要大量的专业技术。这么复杂的发动机部件的重建需要专业的工程师。他们必须具备有关于组件的功能、加工、可铸性、浇口和溢流系统的专业知识。所需的细节工作在电脑上完成。被生成的CAD数据用于砂型模型的打印,并由浇铸工作人员检验。利用模拟工具最终确定了铸造工艺。



3维打印是唯一的经济化的可能性

 

获得所有的设计数据,并纳入金属流动、收缩和通风管道的铸造技术特性后,为之后浇铸而用的砂型核心开始被生产。传统的使用芯模工具生产核心的工艺由于时间、精确性和成本的原因无法被接纳,所以唯一的可能性就是不需工具的砂型模具3维打印。

整个CAD模型由14个部件形成,而原件至少具备42个部件。为了确保打印一个精确的塑料模型,事先仔细的确认了所有部件的精确性。在此使用的工艺通过测试模型成品的评价和优化,获得极高的分辨率和完美细节的得分。为了确保发动机的每个细节、模具的设计尽可能接近原件打造,首先打印了一个测试模型,并做了一次测试浇铸。

然后,开始准备打印整个砂型核心组合。为此使用了VX1000打印系统。模具的形成不需昂贵的模具装置,而是全自动的一层一层覆盖300微米厚的石英砂岩层,通过设备的打印头选择的使用粘合剂粘合。打印流程过后,模具需被解包,并消除多余的沙粒,模具完成。因为模具是根据指定的CAD数据而形成的,所以打印机的高分辨率使模具达到细节丰富并精确的效果。

之后的浇铸完全按计划进行,组件的后处理工作因砂型模具的高质量和精确度极为简单。通过这个项目,该澳大利亚团队和CSIRO专家们使此S型赛车传说再次复活,希望还能延续100年。