雷尼紹在路虎BAR賽艇Rita上使用3D打印歧管來改善流體流引導(dǎo)

雷尼紹是一家全球性的英國工程公司，是Land Rover BAR技術(shù)創(chuàng)新集團(tuán)的一部分,，在過去三年中一直使用其先進(jìn)的金屬AM技術(shù)來幫助提高帆船隊的表現(xiàn)。 這個團(tuán)體的目標(biāo)是匯集英國最好的工程,，幫助贏得美國杯,。 這是一個不同于世界其他航帆的挑戰(zhàn)。

路虎BAR的美洲杯賽(ACC) 賽艇Rita(代號R1)是在水測試和嚴(yán)格施工的85,000小時設(shè)計和建造的杰作,。 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上的每個船體都具有手動部署的匕首板，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),，水面上的力就會形成足夠的升力，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,。液壓由船員的“磨床”的汗水和勞力提供，他們轉(zhuǎn)動專門的手柄,。四臺研磨機(jī)充當(dāng)人造發(fā)動機(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,。簡單來說，這樣可以讓船的設(shè)計師在液壓系統(tǒng)的性能與運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,，包括產(chǎn)品營銷工程師David Ewing已經(jīng)與Land Rover BAR設(shè)計團(tuán)隊合作,，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David Ewing介紹說：我是一名專門從事增材制造的產(chǎn)品營銷工程師,，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)余時間是一名游艇運動員,，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,。因為它開發(fā)制造創(chuàng)新,，應(yīng)用于解決現(xiàn)實世界的實際問題。增材制造是一種相對較新的尖端技術(shù),，雷尼紹是唯一的英國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器的液壓系統(tǒng)中的流體流引導(dǎo)。它使設(shè)計工程師能夠在緊湊的單元中組合組件的同時管理液壓回路的運行,。

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)致流動路徑之間的突然角度接合，這可能導(dǎo)致流動分離和/或停滯 - 這是造成效率損失的主要原因,。

AM對零件的設(shè)計和制造有哪些好處?這對路虎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,，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)計和構(gòu)建平滑的圓角,，促進(jìn)流體流動并提高效率。另一個優(yōu)點是相對于傳統(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,，因為減法過程的限制,。船上使用的歧管全部采用鈦合金定制，既輕便又堅固,。

AM的另一個好處是能夠快速生成許多迭代,，這在創(chuàng)新的競爭中至關(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，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，我們的運作方式類似于您可能會想到的,，如果在高性能賽車上工作 - 許多設(shè)計變化,，要求時間表和快速生產(chǎn)的零件運行到固定的比賽日。我為通過團(tuán)隊合作來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)感到自豪,。

來源：3D打印在線
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