3DSystems：利用直接金属打印的赛车应用流体管理应用简介（7页）.pdf

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1、应用简介利用直接金属打印的赛车应用流体管理作者：Niels Holmstock3D Systems 应用创新小组工业应用开发经理23D SYSTEMS|应用简介|赛车中的流体管理|2021 年 9 月简介流体歧管是连接两个或多个流体管道或通道的部件。在赛车应用中，它们可用于连接和分离流体流动系统，以及用作阻尼系统中的压力储存器。为了最大限度减少它们对加速和重心的影响和支持对体积要求限制方面的工作，赛车中的歧管应尽可能轻巧紧凑。增材制造(AM)可实现这一点，它能够生产复杂度更高的部件，而不会产生额外成本或存在组装需求。实际上，用户可利用增材制造的数字工作流程对特征建模，例如电缆导管，从而减少组装

2、时间并降低故障风险。此外，赛车的快速投产压力要求将交付时间缩短到极短。由于增材制造采用数字化方式，因此没有定制模具的需求，而且加快投产时间是此技术的常规优势。增材制造流体歧管的示例在以性能为主的环境中，增材制造优化所带来的优势是关键。增材制造可减轻重量、构建非常规的有机形状及整合装配体。通过此方法可改进的一些流体流动部件包括：气动和液压连接器 在气动和液压系统中，增材制造可用于制造重量轻且光滑的复杂一体式组件，避免尖角和滞流区。通过将多个部件整合为单一打印组件，大大降低了泄漏风险。传感系统 增材制造能够制造具有集成流体流道的复杂一体式部件，因此是制造皮托管或耙架等传感组件的卓越技术。排气系统

3、当排气系统需要复杂部分时，通常使用金属增材制造。有多种材料可供用于排气系统的热区和冷区。阻尼系统 阻尼系统通常需要大容积流体室来作为能量缓冲器。借助增材制造，可在阻尼系统中实现最优空间利用和重量分配。33D SYSTEMS|应用简介|赛车中的流体管理|2021 年 9 月推动增材制造用于赛车应用中流体歧管的关键因素优化流动 消除尖角并添加形状更为有机的特征，使组件的设计更为贴合紧凑的系统，并减少流动系统中的湍流和/或压降。薄壁充分利用薄壁，可通过增材制造减轻重量、实现组件灵活性并降低组件成本。3D Systems 的直接金属打印解决方案可最高将壁厚降至 0.3 毫米。增材制造还可以实现整合相邻

4、流道上的流道壁。轻量化增材制造技术在制造设计自由的轻量结构方面非常出彩，此类结构在赛车上越来越常见，可优化功率重量比。清洁处理使用增材制造进行设计和生产可以避免可能引起应力集中的尖锐缺口，而我们应用创新小组的专家建议使用专业清洁技术来避免颗粒脱落的风险。将管道几何形状设计为共用相邻管壁，可减轻部件重量。针对金属增材制造进行设计，可避免可能引起应力集中的尖锐缺口。以轻质、坚固的金属为材料打印燃料喷嘴和排气歧管，可以最大限度降低车辆的整体负载。消除尖角可减少流动系统中的湍流和/或压降。增材制造歧管传统歧管43D SYSTEMS|应用简介|赛车中的流体管理|2021 年 9 月工作流程解决方案和最佳

5、实践1.增材制造设计提示 要充分利用增材制造，针对增材制造开展设计非常重要。应当考虑采用拓扑优化软件构建高性能基准模型并调整模型，同时注重增材制造设计指南，而不是修改现有设计使其适合增材制造。根据制约因素和您希望实现的理想功能开始设计。在此基础上通过在必要时添加更多材料来创建您所需的形式和功能。这一点与传统制造方式中在不需要的位置移除材料的方法不同。还要注意的是，在分层构建流程方向上构建的特征通常表面光洁度更好，而且需要的支撑结构更少。要利用增材制造来简化整个系统，应在设计过程中注重全局，并仔细推敲是否能够、如何将组件整合起来。整合组件可以减少组装工作、减轻重量、提升性能等。如果您不熟悉增材制

6、造设计，可以利用 3D Systems 增材制造专家提供的设计审查服务。尽早利用他们的专业知识将有助于您轻松、快速地学习增材制造，通过避免后期修改来快速跟踪项目。在设计歧管时，需要注意一些增材制造特有的细微差别。例如，对与逐层构建方向正交的流道直径有一定限制。我们建议您在开始设计流道前参阅金属增材制造设计指南 或咨询我们的应用专家，确保取得成功。2.文件准备 恰当的文件准备同时考虑了打印流程和后处理二者。请记住，未来某些操作可能会受限，因此应该相应地作出计划。例如，在薄壁上往往很难拆卸支撑结构和进行精加工。很多时候，更改设计比承担大量文件准备工作更加可取，尤其是在生产量较大的情况下。在对部件添