不用节食的减重,一文透视3D打印与电动汽车的商业化进行时

虽然汽车市场在2019年遭遇到了百年一遇的危机,然而事情并非是一面倒的糟糕。

不过虽然我们听到了很多关于3D打印(又称为增材制造(AM))的新闻,尤其是关于电动汽车(EV)以及3D打印如何改变交通运输世界。但这一切似乎又离我们很远,尤其是国内的汽车厂商,他们都积极的打探3D打印的技术发展之后,给出的结论几乎是惊人的一致,离落地尚且不到时机。

那么本期我们通过增材制造-AM和电动汽车-EV如何共同创建全新的制造和产品格局的两个现实示例,来帮助说明正在发生的变化。

Auto3D打印与轻量化汽车制造

block LMI的电动化与智能化汽车解决方案

美国的Local Motors Industries(LMI)是一家私营公司,目前在四个城市拥有130名员工,全部专注于3D打印车辆。他们首先开创了Strati,这是世界上第一辆3D打印汽车。

现在,他们将所有精力投入到3D打印的城市电动穿梭车Olli中。不过,从根本上讲,该公司是直接数字制造(DDM)的先驱。根据LMI,分摊在汽车制造上的模具和装配线可能会耗资10亿美元。而去掉模具等之后,所有的设计都变为数字化,原型与生产之间的界限变得模糊。

采用全数字化设计,LMI可以在六个月内拥有可行产品(MVP),并在接下来的六个月内推出首个汽车单元,此外,设计的更改变得十分动态化,当要更改设计时,下线的下一个汽车单元就具有该设计。

olliOlli巴士

Olli巴士的载客量和速度均低于传统的公交车,其最大载客量为22人,最高时速为25英里/小时。但是Olli所拥有的高科技,让这些差距变得微不足道。Olli巴士是一辆无人驾驶的智能汽车,在制造时采用了大量3D打印零部件,并使用了IBM Watson的AI软件,该软件的作用是分析大量的数据。负责收集数据的是30多个传感器,它们是Local Motors在制造汽车的过程中嵌入到汽车中的。此外,Olli 汽车还使用了Watson的4个语言提取、分析类的API, 以实现汽车和乘客之间的无缝互动功能。例如,当乘客坐上汽车之后, 就可以对Olli 说:“可以带我去市中心吗?” Olli 很快就能做出判断并驶向目的地。如果乘客对目的地并不熟悉,还可以咨询Olli 附近有哪些饭店、景点。

LMI公司也在寻找地面运输以外的商业机会,去年10月,LMI宣布与空中客车公司建立合作关系,在德国慕尼黑附近的空中客车公司内建立微型工厂Neorizon。新工厂将通过LMI的技术来打印不仅用于应对城市货运等挑战的地面机动解决方案,而且还将用于3D打印无人机等空中机动解决方案。

block XponentialWorks的轻量化汽车制造

美国的Arcimoto与XponentialWorks建立了合作伙伴关系,以更轻松地关注个人出行,改善Arcimoto的城市电动汽车Fun Utility Vehicle(FUV)的制造。

Arcimoto(NASDAQ:FUV)在2017年的IPO中筹集了1,950万美元,该公司2018年9月开始向零售客户交付其首批FUV。

通过XponentialWorks,Arcimoto对FUV进行了瘦身减重,所有这些都是通过重新设计后摆臂、转向节、上控制臂和制动踏板等基本零件来完成的。

XponentialWorksXponentialWorks的轻量化解决方案小车

这种用于重新设计的方法与之前我们所熟悉的设计是不一样的,通过ParaMatters的CogniCAD创成式设计平台,首先将CAD文件导入平台,然后定义加载和设计标准。几分钟之内,用户就可以获得验证并可以进行3D打印的设计。用户只需在其中设置性能要求,零件负载和要削减的重量,然后在10到20分钟内即可提供优化的现成设计,并且对零件执行完整的有限元分析。到目前为止,通过重新设计零件,两家公司已实现了200磅减重目标中的120磅。

ParaMatters_CogniCAD_1

减轻车辆的整体重量将带来更好的电池效率(一次充电可行驶更多英里),以及更好的加速和操控性。

ParaMatters_CogniCAD_2 ParaMatters_CogniCAD_3ParaMatters的CogniCAD创成式设计平台

目前,Arcimoto和XponentialWorks解决了四个主要组件的重新设计:后摆臂、转向节、上控制臂和制动踏板。最终,后摇臂的重量比原始零件减少了34%;与原始零件相比,转向节的重量减轻了36%;与原始零件相比,上控制臂的重量减轻了52%;与原始零件相比,制动踏板的重量减轻了49%。

XponentialWorks_AutoArcimoto XponentialWorks Fun多功能车

ParaMatters的CogniCAD是一个基于AI的设计平台,通过自动化地生成高质量、优化的轻量化设计,从而将整个设计制造过程转变为以功能实现为导向的设计制造过程。CogniCAD的创成式引擎能够以最少的用户输入自动提供高性能和高质量的设计,从而使整个设计周期从数天缩短到几个小时,并提高了设计的质量。重量的减轻归功于该软件能够生成自然灵感的几何形状,从而在不牺牲结构完整性和强度的情况下减少了材料使用量和重量。

目前,从概念到零件的整个重新设计仅用了四个星期,进一步证明了3D打印技术如何彻底改变设计和制造产品的方式。

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