3D打印有限空间内实现减重与功能集成

3D打印有限空间内实现减重与功能集成

YAMAICHI在重新设计中应用了拓扑优化技术，并在制动钳中集成了面向增材制造的TPMS 结构。此外，YAMAICHI 在设计中添加了优化的压力损失油路。考虑到制动钳在工作时可能遇到砾石撞击之类的环境因素，YAMAICHI 在制动钳下方增加了防止撞击损坏的防护面。

TPMS 为三重周期性最小表面（TPMS），对于结构应用而言，该设计显示出高强度重量比。该设计如果与增材制造技术结合使用，将使设计师能够创建兼具高强度和散热特性的多功能结构。

这款制动钳的另外一个设计创新是压力油路。通常，压力油路中只有一个向制动钳活塞供油的方向，但设计优化后，有五个方向向卡钳活塞供油，这一设计有助于在活塞表面上产生更好的压力分布。

YAMAICHI 团队在进行制动钳优化时，所面向的制造工艺是基于粉末床激光熔化的增材制造工艺，材料为AlSi10Mg。

Review

金属3D打印技术多被应用于制造复杂的结构件，但用于制造制动钳这样的安全件是存在质疑的领域。然而，跑车制造商布加迪与其合作伙伴为Chiron跑车开发的3D打印钛合金制动钳，对这些质疑做了有力的回应。

布加迪与其合作伙伴开发的3D打印钛合金制动钳，在减重、性能、强度上实现了很好的结合。3D打印钛合金制动钳，长41厘米，宽21厘米，高13.6厘米，重量只有2.9公斤。与之前使用的重量为4.9公斤的铝制部件相比，布加迪可以通过使用新的钛合金部件确保更高的强度，并且使制动卡钳的重量减轻约40％。

布加迪已对这一3D打印的新型八活塞整体式制动钳进行了性能测试。3D打印钛合金制动钳能够以375 km / h的速度应对极强度、刚度和温度要求，制动力为1.35g，制动盘温度高达1,100°C。3D打印制动钳的抗拉强度为1250 N / mm2，材料密度超过99.7％。性能测试更是进一步揭示了这一创新的产业化前景。