路虎BAR的美洲杯賽(ACC)賽艇Rita(代號(hào)R1)是在水測(cè)試和嚴(yán)格施工的85,000小時(shí)設(shè)計(jì)和建造的杰作。15米賽艇雙體船有130米液壓管道和超過1200米的電子電纜，連接190個(gè)傳感器。船翼的風(fēng)帆面積為103平方米，高23.5米，與A320飛機(jī)的主翼相當(dāng)。R1上的每個(gè)船體都具有手動(dòng)部署的匕首板，彎曲超過90度以創(chuàng)建水翼。

  一旦船速達(dá)到約16海里(18英里/小時(shí))，水面上的力就會(huì)形成足夠的升力，使其垂直飛過水面。這種“飛行”狀態(tài)可以減少阻力，提高效率以提高速度。

  在R1上，控制面均由液壓執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)。液壓由船員的“磨床”的汗水和勞力提供，他們轉(zhuǎn)動(dòng)專門的手柄。四臺(tái)研磨機(jī)充當(dāng)人造發(fā)動(dòng)機(jī)，以產(chǎn)生所需的所有液壓能量。

  路虎BAR了解增材制造的潛力，以節(jié)省重量并提高其液壓系統(tǒng)的效率。簡(jiǎn)單來說，這樣可以讓船的設(shè)計(jì)師在液壓系統(tǒng)的性能與運(yùn)行所需的能量之間形成完美的平衡。這反過來又有助于研磨機(jī)節(jié)約能源，同時(shí)仍然允許船只在最佳水平上進(jìn)行。

  雷尼紹增材制造團(tuán)隊(duì)，包括產(chǎn)品營(yíng)銷工程師DavidEwing已經(jīng)與LandRoverBAR設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作，使用雷尼紹金屬增材制造(3D打印)技術(shù)制造定制歧管。

  雷尼紹的DavidEwing介紹說：

  我是一名專門從事增材制造的產(chǎn)品營(yíng)銷工程師，我在雷尼紹工作了六年。我的背景是航空航天和工程，我加入了公司，開始在位置編碼器上工作，然后在四年前搬到金屬增材制造。我在業(yè)余時(shí)間是一名游艇運(yùn)動(dòng)員，并且是追加制造業(yè)的真正倡導(dǎo)者，這就是為什么我很榮幸成為路虎BAR項(xiàng)目的一部分。

  我相信雷尼紹完全被其“應(yīng)用創(chuàng)新”所籠罩。因?yàn)樗�開發(fā)制造創(chuàng)新，應(yīng)用于解決現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際問題。增材制造是一種相對(duì)較新的尖端技術(shù)，雷尼紹是唯一的英國(guó)3D打印工作金屬部件的高性能機(jī)器制造商。

  在R1賽艇上增材制造的部分是什么?

  它已被用于快速成型零件，并被用于為船生產(chǎn)功能完整的歧管部件。例如，液壓歧管。液壓歧管將連接閥和致動(dòng)器的液壓系統(tǒng)中的流體流引導(dǎo)。它使設(shè)計(jì)工程師能夠在緊湊的單元中組合組件的同時(shí)管理液壓回路的運(yùn)行。

  為什么使用金屬AM歧管而不是傳統(tǒng)的歧管?

  在金屬3D打印技術(shù)之前，液壓系統(tǒng)中的所有部件都將使用減材制造方法制造。傳統(tǒng)上，液壓塊歧管由鋁合金或不銹鋼鋼坯制造，已經(jīng)被切割并加工成尺寸。隨后以90度角鉆孔以產(chǎn)生流動(dòng)路徑。由于需要復(fù)雜的鉆孔，通常需要專門的工具。通道需要堵塞以正確地引導(dǎo)流經(jīng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)制造過程的性質(zhì)導(dǎo)致流動(dòng)路徑之間的突然角度接合，這可能導(dǎo)致流動(dòng)分離和/或停滯-這是造成效率損失的主要原因。

  AM對(duì)零件的設(shè)計(jì)和制造有哪些好處?這對(duì)路虎BAR有何好處呢?

  在傳統(tǒng)歧管中發(fā)現(xiàn)的突然的角接頭減慢了液壓流體的流動(dòng)，這可能導(dǎo)致功率損失。通過使用增材制造技術(shù)，您可以設(shè)計(jì)和構(gòu)建平滑的圓角，促進(jìn)流體流動(dòng)并提高效率。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)于傳統(tǒng)的塊狀歧管顯著減輕了重量。傳統(tǒng)的塊歧管是使用減法法生產(chǎn)的。材料必須被切掉，這可以留下多余的，非必要的重量和超過規(guī)格的壁厚。我們可以調(diào)節(jié)歧管的壁厚，使其適合功能而不是超過規(guī)格，因?yàn)闇p法過程的限制。船上使用的歧管全部采用鈦合金定制，既輕便又堅(jiān)固。

  AM的另一個(gè)好處是能夠快速生成許多迭代，這在創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)中至關(guān)重要。你可以比較。

  一旦在QuantAM中準(zhǔn)備好構(gòu)建文件，文件就可以發(fā)送到雷尼紹金屬AM系統(tǒng)。雷尼紹金屬AM系統(tǒng)采用激光粉末床融合技術(shù)，將精細(xì)金屬粉末熔合在一起，逐層建立零件。首先，將金屬粉末裝載到雷尼紹金屬AM系統(tǒng)中，并將金屬制板裝載到系統(tǒng)的建造室中并固定。將QuantAM文件發(fā)送到系統(tǒng)，并使用真空將所有空氣從系統(tǒng)構(gòu)建室中移除。接下來，將惰性惰性氣體沖入系統(tǒng)以產(chǎn)生安全和穩(wěn)定的氣氛，從而開始粉末輸送。在建筑板上沉積一層細(xì)小的金屬粉末，并且柔性刮水器穿過板，以確保該層是均勻的。引導(dǎo)高功率激光器并根據(jù)構(gòu)建文件提供的二維層數(shù)據(jù)聚焦熔融粉末。構(gòu)建板向下移動(dòng)，并且沉積下一層粉末，使得分層過程可以重復(fù)，直到該部件完全堆積。

  一旦構(gòu)建完成，任何多余的粉末被刷掉，同時(shí)仍然密封在系統(tǒng)內(nèi)。然后可以使用后處理技術(shù)將攜帶該部件的構(gòu)造板從系統(tǒng)中取出準(zhǔn)備完成。大多數(shù)金屬部件使用電火花線切割機(jī)從建筑板上移除。然后可能需要進(jìn)行一些表面處理和熱處理。加工用于加入螺紋和需要高公差的區(qū)域。

  R1是一個(gè)令人難以置信的先進(jìn)的賽艇雙體船，挑戰(zhàn)是巨大的，我們的運(yùn)作方式類似于您可能會(huì)想到的，如果在高性能賽車上工作-許多設(shè)計(jì)變化，要求時(shí)間表和快速生產(chǎn)的零件運(yùn)行到固定的比賽日。我為通過團(tuán)隊(duì)合作來應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)感到自豪。