续航1000公里低能耗的奔驰Vision EQXX 具有直接和间接的 3D 打印零部件

续航1,000 公里,每 100 公里的能耗不到 10 千瓦时,奔驰的VISION EQXX 代表着重大的新进步:在现实交通中的能源效率和续航里程方面设定了新标准,并彻底改变了电动汽车的发展。3D打印带来的突破包括由 3D 打印砂模铸成的大型一体化铝铸件和使用可持续发展的UBQ 材料的 3D 打印零件。

Car_Vision_BenZVision EQXX
© 奔驰

block 向轻量化迈进

根据3D科学谷《3D打印多材料、多尺度和多功能仿生多孔结构-来自大自然的灵感》一文,生物材料由于其独特的结构而具有韧性增强机制的特点。促使科学家进行生物结构研究的一个关键因素是了解它们的微观结构和性能之间的关系,这可以带来设计具有卓越性能的新一代轻质材料或结构

全新奔驰VISION EQXX 概念车因其定义电动时代的续航里程和效率而备受赞誉。在碳中和和高度负责任地使用绿色能源的理念推动下,VISION EQXX 全面突破技术壁垒,将能源效率提升到新的高度,展示了通过从头开始重新思考基本面可能获得的收益。这包括其尖端电动传动系统的进步,以及通过先进的3D打印工艺实现轻质仿生学结构,和使用新的可持续发展材料。

每百公里的能耗不到 10 千瓦时,使用可装入紧凑型车辆的电池,一次充电可行驶超过 1,000 公里。VISION EQXX 在许多方面都是一款先进的汽车,看起来令人惊叹且充满未来感。

block 3D打印+铸造

受到自然形态的启发,工程师们使用先进的数字工具通过3D打印来减轻重量并减少浪费。Mercedes VISION EQXX 的整个后副车架(该公司称为 BIONEQXX)是通过将 70 多个部件整合到一个单一的、仿生工程优化的铝铸件中而制造的。

根据3D科学谷的市场研究,奔驰使用了voxeljet-维捷的工业级砂型3D打印技术,为了生产奔驰有史以来最大的铝铸件 BIONEQXX 零件,奔驰采用了3D打印砂型与铸造结合的方式,通过大型的3D打印砂型模具,实现了仿生学结构的制造。其他部件,甚至更小的部件,如悬挂支架,也是由 3D打印砂型模具与铸造结合的方式制造而成。

Car_Vision_BenZ_2Vision EQXX的3D打印+铸造技术所制造的车架
© 奔驰

结果是在可用空间的紧凑尺寸内封装了最佳功能,此外,奔驰团队在短短四个月内就创造了这种令人印象深刻的一体式铸件。

从有机仿生学结构中汲取灵感,仅在结构功能所需承重的地方(即施加载荷的地方)使用材料,这种设计符合自然规律,没有负载就不需要材料。

最重要的是仿生学带来了非常高的刚度和出色的碰撞性能,一体式 BIONEQXX 铸件的美妙之处在于能够以轻量化的单个组件实现功能集成,而不是原来将多个零件组装在一起的涉及到多个组装步骤的过程。

Car_Vision_BenZ_3Vision EQXX的3D打印+铸造技术所制造的车架
© 奔驰

除了 BIONEQXX 车身铸件外,VISION EQXX 中的另一个仿生学结构组件是减震器圆顶,可容纳汽车前部的悬架组件。与 BIONEQXX 车身铸件一样,这些零件也有助于将重量保持在最低限度,与传统的压制圆顶相比节省了约 4 公斤。

block 积极的3D打印战略

奔驰的VISION EQXX积极的采用3D打印技术实现更节约材料、更轻量化、更可持续发展的制造目标。其他零部件,例如挡风玻璃刮水器电机的框架,也结合防生力学进行了重量优化,将重量从2公斤降低到 200 克。此外,奔驰的VISION EQXX 挡风玻璃刮水器支架也采用了仿生学工程原理设计。

VISION EQXX 是一项正在进行的计划的成果之一,该计划正在为汽车工程的未来提供蓝图。EQXX的许多功能设计和开发已经集成到生产中,包括用于下一代 MMA——紧凑型和中型的奔驰汽车模块化架构。

内饰方面,VISION EQXX 标志着一种全新的超纯粹设计风格的推出,代表了室内设计效率的新表达。与传统的设计方法不同,室内布局通过去除复杂的形状并将仿生学轻质结构融入室内美学来表达贴合自然的美感,这种美感使得传统的装饰元素变得多余。

Car_Vision_BenZ_4© 奔驰

奔驰的VISION EQXX 的内部还采用了3D打印UBQ材料,这是一种由垃圾废物制成的可持续塑料替代品。车身地盘铸件的开口使用由 3D 打印机生产的UBQ材料制成的贴片封闭。总共有42 个UBQ贴片,通过3D打印实现了形状优化设计,以实现极高的刚度和良好的隔音质量。与传统生产的部件相比,这种创新的方法有可能实现 15% 到 20% 的重量减轻。标志着轻量化设计的一个里程碑,并且满足严格的奔驰质量要求。

Car_Vision_BenZ_5Vision EQXX的3D打印UBQ材料
© 奔驰

根据3D科学谷的市场了解,奔驰所使用的voxeljet-维捷的工业级砂型3D打印技术在苏州设有工厂,维捷(中国)苏州工厂于2019年5月16日正式开业,占地面积7800平方米,集3D打印服务、设备组装、售后支持于一体。维捷苏州工厂是voxeljet-维捷VX2000系列的全球生产基地。其所有核心零部件均由德国进口,按照严苛的德国标准生产。

在维捷苏州已顺利下线的VX2000大型工业级3D打印机是voxeljet-维捷产品系列中主流的砂型3D打印机型号。既考虑到较大的成型尺寸,也兼顾到中小零件的细节特征。

知之既深,行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络,3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析,请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

frontier-s


白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群:106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文。

分享:

你可能也喜欢...

发表评论