【案例】利用钛合金3D打印的液压蓄能器推动能源和流体管理-优快云博客

Alpine一级方程式赛车队采用金属增材制造技术，生产具有完整功能且占地面积最小的钛合金液压蓄能器来提升其汽车性能。凭借与3D Systems多年的合作供应和开发，Alpine一级方程式赛车队选择了3D Systems的直接金属打印 (DMP) 技术来生产复杂部件，并依赖于3D Systems的专业知识和专有的清洁工艺确保最佳质量。

Alpine 一级方程式赛车队高级数字制造经理表示，“除了部件本身的必要精度外，我们对惰性线圈的流体清洁度要求非常严格，只有与3D Systems合作才能实现。他们专有的清洁工艺在高性能应用中有着经过验证的良好记录，即使在具有挑战性的内部通道上也能提供无颗粒组件。”

挑战——通过先进的设计和制造提高性能

Alpine一级方程式赛车队不断改进其赛车，在极短的迭代周期内尽可能地提高和改进性能。持续的挑战包括在有限的可用空间内工作、保持尽可能低的部件重量以及遵守不断变化的法规限制。

3D Systems应用创新小组 (AIG) 的专家为Alpine一级方程式赛车队提供了专门知识，使得该团队能够实现具有挑战性、功能驱动内部几何形状的复杂螺旋组件的钛生产。增材制造提供了一个独特的机会，可以通过在较短的交付时间内提供高度复杂的部件来克服快节奏创新的挑战。对于像Alpine一级方程式赛车队的液压蓄能器这样的部件，由于设计的复杂程度和对清洁度的严格要求，成功的部件需要额外的增材制造专业知识。

解决方案

01 在有限的空间中封装复杂的功能

对于蓄能器，特别是后升沉流体惰性线圈，Alpine一级方程式赛车队设计了一个硬线阻尼器，它是变速箱主箱内后悬架系统中后升沉阻尼器的一部分。蓄能器是一根长而坚硬的管道，可以储存和释放能量，以平衡压力波动。因此，线阻尼器的性能与其内部体积相关，因此与组件的长度相关。

增材制造使Alpine一级方程式赛车队能够最大限度地延长阻尼线圈的长度，同时在有限的空间内封装完整的功能。据Alpine一级方程式赛车队高级数字制造经理Pat Warner介绍，最终设计使用任何其他方法都无法实现：“我们设计该部件以尽可能提高体积效率，并在相邻的管之间共享壁厚。这样的设计只能通过增材制造才能实现。”

增材制造使Alpine一级方程式赛车队能够最大限度地延长阻尼线圈的长度，同时在有限的空间内封装完整的功能

最终的钛阻尼线圈使用3D Systems 的 DMP Flex 350生产，这是一种高性能金属增材制造系统，具有一流的氧气含量 (<25 ppm) 和惰性打印环境。3D Systems直接金属打印机的独特系统架构确保能够在高化学纯度的环境下生产异常坚固和准确的部件，以及生产部件所需的可重复性。

02 部件清洁度确保完美性能

在操作期间，阻尼线圈充满流体，并通过吸收和释放能量来平均系统内的压力波动。为了正常运行，流体具有清洁度规范以避免污染。使用金属增材制造来设计和生产该组件，在功能、与更大系统的集成和减轻重量几方面提供了显著的好处，但该团队仍面临从内部通道中完全去除粉末的挑战。

为了在这些复杂的金属打印件上彻底移除材料，3D Systems 的 AIG 团队贡献了其丰富的工艺知识，将专有的清洁协议应用于数以万计的部件，并确保钛组件无颗粒。对于计划采用金属增材制造并要求内部通道具有最高级别内部通道部件清洁度的客户，3D Systems 拥有成熟的协议，可将这些专业知识转移到新设施中。

Alpine 一级方程式赛车队在极短的迭代周期内尽可能提高和改进其赛车性能

03 优质金属工作流程

3D Systems的完整金属增材制造解决方案不仅限于其领先的专业知识和金属打印平台，还包括精心开发和优化的材料以及3DXpert软件。3DXpert是一款一体化软件，用于准备、优化和管理金属打印工作流程。

Alpine一级方程式赛车团队为其蓄能器选择了LaserForm Ti Gr23 (A) 材料，客户称其高强度和精确生成薄壁截面的能力是他们选择这款材料的理由。所有LaserForm材料在3DXpert中都拥有特定的、广泛开发的打印参数，这些参数将3D Systems工程师的专业知识整合到工作流程中，以获得最高质量的结果。

04 专家咨询

Alpine一级方程式赛车队利用3D Systems的增材制造设计专业知识，并利用关于最佳构建方向、可实现的壁厚、如何在相邻薄壁截面之间共享薄壁等方面的指导及其后处理专业知识来加速其前进道路和推进自身的成功。作为行业创新解决方案的一贯合作开发者，3D Systems的应用创新小组在将应用从概念转变为规模制造方面拥有广泛而深入的经验。

3D Systems是质量和性能至关重要的行业内数百项关键应用的合作伙伴。3D Systems从原型制造到生产的系统化方法确保了获得合格增材制造部件的简化途径，并且这家增材制造领军者还提供技术转让，以帮助客户在他们自己的设施中成功采用增材制造。

成果