Czinger和Xtrac聯(lián)合生產了業(yè)界首款拓撲優(yōu)化的3D打印變速箱，換擋時間小于100毫秒

2023年3月21日，南極熊獲悉，加利福尼亞州汽車生產商Czinger Vehicles正在與賽車運動和高性能汽車（HPA）變速箱生產專家Xtrac展開合作，生產了一款結合拓撲優(yōu)化和增材制造技術的變速箱。

這種3D打印的自動7速半序列變速箱為業(yè)內首創(chuàng)，將被整合到Czinger的21C超跑汽車上。該變速箱能夠提供小于100毫秒的換擋時間，它的每個單位質量的齒輪箱所傳輸?shù)呐ぞ乇绕渌�車型都要高，并且還裝配有雙筒齒輪驅動，以及一個48V電動驅動的雙筒系統(tǒng)，據(jù)說這也使它成為現(xiàn)有的最快的單離合器同步齒輪箱。

這款變速箱的生產使用到了一種獨特的打印工藝和專利鋁合金材料。據(jù)稱，這種工藝有助于大幅減輕重量，提高結構性能，提高生產質量，以及高效的打印時間。此外，這種增材制造工藝消除了對模具的需求，減少了開發(fā)時間，并允許進行實時設計改進。

Czinger聯(lián)合創(chuàng)始人兼高級運營副總裁Lukas Czinger評論道："我們很自豪Czinger能夠與Xtrac的世界級工程師合作。我們一起開發(fā)了一個令人難以置信的行業(yè)第一，真正做到了具有巔峰性能的變速箱。當我們在21C中使用該系統(tǒng)時，我們迫不及待地想打破更多的賽道記錄。"

Xtrac首席執(zhí)行官AdrianMoore也聲稱該項目是開創(chuàng)性的，他表示：“Xtrac很高興創(chuàng)造出這些3D打印變速箱的外殼，這意味著我們站在了尖端變速器制造的最前沿。對于我們的工程師來說，緊密合作將這一尖端創(chuàng)新付諸實踐是非常有趣的，也是非常刺激的。

△Czinger和Xtrac的3D打印齒輪箱的前視圖。圖片來自Shamin Abas

21C超跑

這款變速箱將被整合到Czinger的21C超跑中，這是一輛價值200萬美元的汽車，它的一些部件采用了增材制造技術。

為了生產這輛車，Czinger利用了兄弟公司Divergent Technologies的Divergent自適應生產系統(tǒng)（DAPS）。DAPS本質上是一個自動硬件軟件組裝平臺，它結合了3D打印和生成設計，為傳統(tǒng)的汽車生產過程提供了一個端到端的替代方案。DAPS能夠在最小的人工干預下進行計算工程、打印和組裝汽車，能夠在同一臺機器上生產多個不同的汽車模型，同時允許快速設計迭代。

在2022年古德伍德會議期間， Czinger車輛的創(chuàng)始人Kevin Czinger透露這款1250馬力的超級跑車的底盤和懸掛系統(tǒng)幾乎完全是3D打印的，他強調說："如果你看一下底盤本身，幾乎所有的框架結構都是用DAPS設計、打印和組裝的。整個懸掛系統(tǒng)也是如此，除了像減震器這樣的東西，那都是3D打印的。發(fā)動機的進氣和排氣元件，它們也都是3D打印的。"

此外，21C的V8發(fā)動機是由3D打印的 "MotorNodes"固定的電動馬達推動。DAPS打印的“BrakeNodes“允許卡鉗被集成到其制動立柱中，使零件數(shù)量減少40-50%，重量減輕40%。

增材制造和汽車工業(yè)

Czinger并不是唯一利用增材制造技術來生產汽車關鍵部件的汽車公司。2021年，新西蘭的汽車制造商Rodin Cars宣布，其 "FZERO "超跑將采用3D打印的變速箱。羅丹公司與美國3D打印機制造商3D Systems的應用創(chuàng)新集團（AIG）合作，利用DMP Factory 500系統(tǒng)生產這款變速箱。

△DMP 500 工廠 3D 打印系統(tǒng)。照片來自3D Systems

當時，這款變速箱被認為是同類產品中的第一個，提供了一個獨特的八速順序傳動系統(tǒng)。3DSystems公司聲稱，鑒于其復雜的內部通道、薄壁軸承結構和僅68公斤的整體重量，該變速箱不可能以任何其他方式制造。

在其他地區(qū)，英國跑車制造商阿斯頓馬丁在2022 年推出了一款新的跑車，該跑車具有由 Divergent Technologies 及其 DAPS 系統(tǒng)生產的獨特 3D 打印后部組件。在其DBR22模型的后部，阿斯頓馬丁集成了一個支撐結構，該支撐結構由多個3D打印鋁部件粘合在一起，從而顯著減輕了重量。Kevin Czinger評論道：“Divergent很榮幸能與阿斯頓·馬丁·拉共達（Aston Martin Lagonda）和其他全球主要原始設備制造商合作，改變汽車設計和工程的未來�！�