3D打印技术的显著优势就是,不必开发制造工具、购置生产设备;灵活性高、适合复杂形状和结构、适合组合材料、工序精简等特点,恰好克服了部分汽车零部件传统生产工艺的不足。当前,汽车零部件行业每年要生产数十亿件金属零部件。3D打印技术一旦成熟,将会对汽车零部件等传统制造业产生革命性影响。
首先,通过迫使卟啉分子由内而外变成马鞍状,他们能够利用该系统以前无法访问的核心。然后,通过在活性中心附近引入官能团,它们能够捕获小分子,例如药物或农业污染物中的焦磷酸盐和硫酸盐,然后将小分子保留在受体样腔中。
3D打印技术在部分汽车零部件制造领域的应用主要涉及四个方面:即动力总成、底盘系统、内饰、外饰。在动力总成上,欧洲跑车制造商兰博基尼利用3D打印技术为其跑车制造发动机管道,可制造出复杂的几何结构。
这种传感器依赖于卟啉(源于希腊语porphura,意思是紫色)。卟啉是一类独特的有色色素,也被称为“生命色素”,它是这项突破性创新传感器研究的关键。卟啉在生物体的新陈代谢中起着重要作用,最突出的例子是血红素(负责运输氧气的红细胞色素)和叶绿素(负责收集光并促进光合作用的绿色植物色素)。在自然界中,这些活性分子的核心含有多种金属,这就产生了一系列独特的性质。
在底盘上,生产装配工具和功能测试是三维打印技术在汽车底盘系统开发和生产中的两个常见应用。兰博基尼还利用工程级热塑性塑料制造高强度汽车底盘原型,并使用高性能工程塑料定制装配工具。在外饰上,3D打印已经成为宝马研发周期中不可或缺的技术。在内饰上,3D打印可以制造方向盘、仪表板、空调排气扇、汽车操纵杆等零部件。
卟啉是强色化合物,因此当捕获目标分子时,会导致颜色急剧变化,这表明了卟啉作为生物传感器的价值,因为对于卟啉何时成功捕获了目标在视觉变化上将会一清二楚。
应用了3D打印技术的汽车有哪些呢?首先保时捷就已经有应有,他们通过研究并且使用了3D打印技术,可以生产处全新形态的桶装座椅,这款座椅也可以替代传统的座椅,这款座椅的靠背部分是3D打印技术制造的,客户能够在三个不同硬度之中进行选择。
爱尔兰研究委员会资助的Trinity学院博士研究人员、该研究的第一作者Karolis Norvaiša说:“这些传感器就像金星捕蝇器。如果你将这些分子弯曲变形,它们就像金星捕蝇器张开的叶子,如果向内看,会有短而硬的毛发起到触发作用,当任何东西与这些毛发相互作用时,叶子的两个裂片就会闭合。然后,卟啉的外围基团选择性地将合适的目标分子固定在其核心内的适当位置,从而形成一个功能性和选择性的结合囊,就像金星捕蝇器的手指状突起将不幸的目标昆虫保留在内部一样。”
3月以来,本田的研发部门与3D打印企业Autodesk展开合作,设计了一款汽车发动机曲柄轴,并采用3D打印技术制造,从而实现车辆轻量化并提升了发动机燃油经济性。迈凯伦P1自然也是不甘落后的,他们将这项技术应用到了轮圈上面,打造了3D打印轮圈。
Trinity学院的研究人员在有机化学主席Mathias O. Senge教授的指导下,选择了一种破坏性方法来研究卟啉的无金属版本,他们的工作创造了一系列全新的分子受体。
虽然说这款轮圈是专门为迈凯伦P1车型打造,可是其并不是迈凯伦所生产的,而是美国HRE轮毂制造公司专门开发的,这款轮圈采用了钛合金材料,可以说强度十分惊人,甚至其已经比常规方式生产的零部件更加出色。
金属3D打印作为一种具有较大发展潜力的技术,其应用尤其受到业内人士的关注。金属3D打印技术发展中有三个重要的因素,设备、材料和工艺,国内目前在这三方面还有提高的空间。为了扩大 3D 打印技术的应用规模, 金属增材制造技术正在朝着大尺寸、低成本、多材料、高精度、高效率方向发展。
早在2019年1月起,全新的3D打印支架将被运送到第一架飞机上。空中客车公司正与GE Additive和GE Aviation紧密合作,已经宣布3D打印发动机部件已获得美国联邦航空管理局(FAA)的批准。