3D 打印应用于汽车领域?也许听起来还很遥远,但是已经有人用这个技术来「制造」动力总成了。
一个叫做 Eric Harrell 的外国人在前一阵 3D 打印了一台可工作的丰田四缸 22RE 发动机。Eric 基于自己的 RepRap 3D 打印机,最大程度上的反向制造出了仅为原始发动机大小 35%的复制品:80 个不同的组件通过磁性组装起来,耗费整整一卷重 1Kg 的树脂纤维的同时,也花费了超过 34 个小时将它打印出来。他当时就断言:「这对你和你的打印机来说绝对是一项的巨大挑战」。事实证明,他是对的。
但那时仅仅是一月末,现在,Eric 带着他更牛逼的新产品「华丽回归」了。这一次他创造出了一个更大并且更复杂的 3D 打印模型——搭配 22RE 发动机的一台五档变速箱。包括逆转齿轮在内,这完全就是一个匹配他之前产品的可工作的微小复制品。他是这么描述的:「这个模型比发动机本身还要复杂的多」,在装配过程中,困难比想象中还要大得多。
作为一个高精度的发动机模型,Eric 在三维软件里首先对它进行了完整的设计。他说:「所有的尺寸都由卡尺粗略估量,并且所有部分都在脑子里被重新设计」,这些东西随后都被他用自己的 3D 打印机打印了出来。全部材料都是树脂,整个 3D 打印过程耗时 48 小时。当然,还需要一些现成的零部件来完成组装,比如 3 毫米的垫圈、轴承等等。
当然,因为它还只是塑料产品,所以还不能像一个真正的变速器那样工作,但它们的工作原理却是完全一样的。Eric 说,如果在某种程度上将其回归到完整尺寸,并且用比树脂更加耐用的材料来制造的话,它完全能像变速器那样工作。」
同时,只要对之前打印的发动机架做一些修饰和调整,这个变速箱就能完美匹配发动机了。
Eric 设计这个模型的初衷,就是要做先前产品的后续补充。「我之所以做变速器,也归功于四缸发动机的成功面世,有太多的人对上一个产品痴迷。基于其中的复杂性和制作所耗费的时间,我还真没想到会引起这么强烈的反响,」他透露道,「但目前已经有 8 个人在做这个发动机了,并且有越来越多的人加入到了这个过程中。」
由于整个的打印过程有太多纷繁复杂的步骤和部分,以至于很难将其转化为组装图来说明,所以 Eric 并不准备发布制作指南。如果想要做类似尝试,可以观看他的短片,并且观察其中的步骤。「你会慢慢明白该在哪儿钻孔、打磨。」
他说:「那些同样想通过 3D 打印来复制发动机和变速箱的人,会从我的例子里更好的了解到,到底怎么把零部件一步一步组装成一个真实发动机模型。」
和之前 3D 打印发动机一样,拥有工程机械学位的 Eric 在对真正的发动机了如指掌之后,才决定去 3D 打印出发动机部件的模型。「我认为,在展示各个部件的工作状态方面,模型绝对是最棒的选择。这个发动机和变速器模型,清楚地向人们展示了这些零部件是如何工作、如何被控制的。」在他看来,这些模型或许可以被应用在教学上,相比真正的发动机,它的成本还是要低一些,对于学校来说这是一个不错的选择。
毫无疑问,当这两个振奋人心的产品问世之后,大家都想要知道的是:接下来还会有什么值得期待的吗?毕竟,Eric 依旧奋斗在 3D 打印完整的汽车的道路上。他给出的确切的消息是:「接下来将要通过 3D 打印技术来复制出一台差速器」。
这是一个非常复杂,也非常具有挑战性的项目,但毋庸置疑,这是我们迈向 3D 打印汽车的第一步。