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FORZE氢赛车团队在氢动力原型开发中的3D打印集成

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ultimakerdev

4月 22, 2025

Forze 赛车队由 45 名学生志愿者管理,他们专注于开发氢动力勒芒原型车 Forze 9。该车队参加了在比荷卢经济联盟举行的超级跑车挑战赛,致力于在赛车运动中推进清洁能源,特别是氢动力汽车。由于资源有限且期限紧迫,该团队已将 3D 打印作为一项关键技术,以快速跟踪其原型制作、制造和迭代设计流程。

3D 打印的集成使该团队能够快速创建和优化部件,优化设计,并适应制造氢动力赛车的独特挑战。这种方法不仅加快了工程周期,还使团队能够对设计进行试验。

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设计冠军

作为一个学生经营的团队,Forze 面临着许多挑战,包括预算有限和获得外部制造服务。传统方法(如 CNC 加工)意味着较长的交货时间和高成本。鉴于开发氢动力汽车的复杂性,快速原型设计对于动态测试、迭代和改进关键部件至关重要,特别是为了确保适当的配合和功能。

Method XL 3D 打印机已成为 Forze 团队工作流程的核心。凭借其双挤出机系统、305 x 305 x 320 毫米的大建模体积和用户友好的功能,它使团队能够快速有效地打印原型,同时确保为其车辆的关键系统提供高质量和可靠的部件。打印机改进了车辆不同组件之间的集成,使团队能够快速测试零件、检查装配度,甚至在潜在问题影响大型组件之前识别潜在问题。

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打印机使用 ABS、碳纤维和 Rapid Rinse 等材料生产部件的能力特别有价值。它使团队能够制作出既轻便又坚固的部件原型,这对于极端环境至关重要。

由于其耐用性和易用性,该团队主要使用 ABS 进行原型设计,而碳纤维则用于结构件等高强度应用。Rapid Rinse 支撑材料在温水中容易快速溶解,非常适合需要复杂几何形状且无需支撑结构的复杂部件。虽然该团队有可用的 PLA,但它通常保留用于较小的非关键部件。

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3D 打印大大缩短了原型制造的开发时间。传统制造流程需要数周才能完成的工作现在只需数小时,这使团队能够获得实时反馈并更快地进行设计改进。

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3D 打印对团队协作的影响

3D 打印的采用导致团队协作方式发生了转变。最初对使用一台打印机进行原型设计的好奇心已经演变为在多个部门的广泛采用。该团队很快就学会了如何利用该技术进行更高效的设计迭代和生产,使其成为他们日常运营的关键部分。

虽然打印机易于使用,但该团队还花时间学习切片、材料特性和后处理技术。该团队在内部分享知识,由更有经验的成员为 3D 打印新手提供支持。甚至还有一个内部“管理员”角色,用于管理数字工厂平台和解决更复杂的问题,例如特定于材料的挑战。

“一路走来,我们学到了很多东西,”机械工程师 Ernst Paardekooper 说。“我们有一个 3D 打印渠道,在材料切片方面更有经验的人会在其他人遇到困难时帮助他们。尽管打印机很直观,但有些事情(如材质设置)一开始可能很难正确处理。

对于像 Forze 团队中的学生来说,使用 3D 打印提供了宝贵的实践经验,可以直接使他们未来的职业生涯受益。快速原型设计、迭代设计和解决问题的能力使学生具备实用的、与行业相关的技能,这些技能受到雇主的高度追捧。这些经验为学生在汽车、航空航天和消费品等行业中的角色做好准备,在这些行业中,快速原型制作和产品开发周期是关键。

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未来扩展计划

随着 Forze 团队的工作不断发展,他们预计会增加 3D 打印的使用。该打印机能够处理更大的构建和复杂的设计,这为更多 3D 打印部件提供了机会,包括结构组件和定制夹具。

“我们现在已经打印了很多,随着我们继续迭代,我们可能会增加 3D 打印的使用,”首席底盘 Koen Vogels 说。“拥有一台可靠且易于使用的打印机已经为我们带来了优势。它使我们能够快速有效地尝试新想法。

竞争优势

3D 打印已成为他们开发氢动力汽车的重要工具,同时为他们提供了为未来职业生涯做好准备的基本技能。

在学术环境中使用 3D 打印为学生提供了使用工业中越来越普遍的先进制造技术的机会。现在,许多工程师都希望知道如何在产品开发中利用 3D 打印,而像 Forze 这样的团队为学生提供了在现实世界中培养这些技能的机会,甚至在毕业之前。

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