保時捷為911 3D打印發(fā)動機活塞，重量減輕10% 馬力提升30匹

△視頻：保時捷為911 3D打印發(fā)動機活塞，重量減輕10% 馬力提升30匹

南極熊導讀：根據(jù)《Wohler report》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，汽車行業(yè)已經(jīng)成為3D打印技術最大的應用行業(yè)之一，雖然目前還沒有大批量的用于生產(chǎn)汽車部件，但是在產(chǎn)品研發(fā)、高端車型的零件制造方面已經(jīng)有不錯的應用，正在向規(guī)�；�生產(chǎn)的方向邁進中。保時捷在這方面也一直在不斷探索。

△保時捷使用3D打印技術生產(chǎn)的活塞，優(yōu)勢在于重量更輕，并擁有一個集成的冷卻系統(tǒng)

●3D打印活塞是保時捷和兩家供應商合作伙伴共同研發(fā)的，重量輕了10%，并且擁有集成的冷卻系統(tǒng)，使其效率更高，使得911 GT2 RS的690馬力雙渦輪增壓發(fā)動機有可能再度提升30馬力。

●活塞是用一種金屬粉末打印出來的，這種金屬粉末用激光束熔化，層層堆積而成。

●3D打印零件在大批量系列保時捷汽車中的應用，大概還要10年才能實現(xiàn)。

2020年7月15日，南極熊獲悉，德國汽車制造商保時捷為其911 GT2 RS全新設計、制作了3D打印的發(fā)動機活塞，它更輕、更硬，并擁有一個集成和封閉的冷卻系統(tǒng)，從而提高了動力和效率，這在以前使用傳統(tǒng)制造工藝是無法實現(xiàn)的。

德國零部件供應商Mahle和3D打印機制造商Trumpf（通快）幫助保時捷制造了可以在高性能發(fā)動機中應用的3D打印活塞。那么這些3D打印活塞是如何設計和制造出來的呢?
Mahle公司全新設計了發(fā)動機的活塞結構，使用創(chuàng)成式優(yōu)化設計，使得3D打印活塞重量比原有活塞減輕10%。

并在活塞內(nèi)部設計了封閉的冷卻系統(tǒng)，可以為活塞快速降溫，可以提高發(fā)動機轉速，降低活塞的溫度負荷，優(yōu)化燃燒。

設計工作完成之后，Mahle使用通快的Truprint 5000 3D打印機，用高純度的金屬粉末為911 GT2 RS 3D打印了一套共6個活塞。這是一臺三激光器的SLM金屬3D打印機。

打印完成之后，需要進行后處理，包括清粉、機加工、檢測等。

檢測合格以后，Mahle對3D打印的活塞進行了裝機測試。

在實驗室里，六個活塞被裝進了一臺911 GT2 RS的3.8L雙渦輪增壓平六缸發(fā)動機中并由此開始了耐久性測試。評估內(nèi)容包括24小時的模擬高速駕駛、以250公里/小時的平均速度駕駛、超6000公里的賽道駕駛等。保時捷甚至還模擬了加油過程的停車。接下來，工程師們在滿載的情況下讓活塞運轉135小時，在不同速度的拖拉載荷下運轉25小時。200小時后，測試成功，6個活塞全部通過。

據(jù)了解，這種3D打印的鋁活塞比GT2 RS通常使用的鍛造活塞輕10%，并且得益于新管道的加入，活塞環(huán)區(qū)域的溫度降低了20多度。這意味著引擎可以提高轉速并釋放額外的動力。

保時捷先期驅動開發(fā)部門成員Frank Ickinger表示：“由于新的、更輕的活塞，我們可以提高發(fā)動機轉速，降低活塞的溫度負荷，優(yōu)化燃燒。這使得911 GT2 RS的690馬力雙渦輪增壓發(fā)動機有可能再度被壓榨出30馬力，同時提高熱效率�！�

關于3D打印活塞的耐久性方面，目前仍沒有進行長期的測試結果，保時捷也沒有宣布是否計劃將其應用于量產(chǎn)車，成本方面南極熊覺得保時捷911這樣的高端車型應該是能夠負擔的起的。

畢竟燃油車的造車技術已經(jīng)到達了一定的層級，想要提高一點點都是很難的，3D打印為此提供了可能性。

其實，保時捷此前也發(fā)布過3D打印技術的其他應用，比如在2020年3月推出了3D打印座墊，并提供了大約20種不再常規(guī)生產(chǎn)的經(jīng)典汽車部件的3D打印版本.

在3D打印行業(yè)布局方面，保時捷有自己的動作，比如與西門子、微軟等公司聯(lián)合投資碳纖維3D打印機制造商Markforged。

南極熊期待，3D打印的金屬部件在汽車行業(yè)盡快開展耐久性的測試，并且能夠有效的降低成本，按照高端汽車先用，中低端汽車逐漸普及的方向發(fā)展，一旦達到批量應用的性價比臨界點，這將是一個海量的市場。