歐洲一位保時(shí)捷汽車(chē)的愛(ài)好者在3D打印服務(wù)商的協(xié)助下，利用3D掃描、建模軟件、3D打印機(jī)和鑄造技術(shù)，制造了一臺(tái)保時(shí)捷356汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)模型。模型的設(shè)計(jì)、零部件制造以及裝配過(guò)程在短時(shí)間內(nèi)就完成了，在制造過(guò)程中不同性能的3D打印樹(shù)脂材料讓設(shè)計(jì)者在制造時(shí)有了更加靈活、多樣的選擇。本期，我們將分享出這臺(tái)保時(shí)捷發(fā)動(dòng)機(jī)模型的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程。

　　3D打印的保時(shí)捷356發(fā)動(dòng)機(jī)模型與真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的比例為1:4。在制造時(shí)，設(shè)計(jì)者首先對(duì)保時(shí)捷356發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了拆分，并使用David Laser掃描儀對(duì)這些零部件逐一掃描。然后在掃描數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行三維建模，設(shè)計(jì)者用到的軟件是Rhino和Meshmixer。設(shè)計(jì)者根據(jù)自己在成本和精度方面的要求，最終選擇了Formlabs公司的Form 2 SLA 3D打印機(jī)及其配套的樹(shù)脂3D打印材料，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)模型零部件的制造。 發(fā)動(dòng)機(jī)模型的制造中總共用到了三種不同的樹(shù)脂3D打印材料，其中那些在最終組裝中需要進(jìn)行微調(diào)和用螺絲連接的部件是由透明樹(shù)脂材料打印的，而發(fā)動(dòng)機(jī)支架和皮帶是用彈性樹(shù)脂材料打印的。發(fā)動(dòng)機(jī)模型中的支撐架所需的材料是鋁合金，設(shè)計(jì)者采用了3D打印熔模+鑄造的方式來(lái)制造該部件，鑄造用的母模是由鑄造專用的樹(shù)脂3D打印材料打印的，母模打印出來(lái)之后設(shè)計(jì)者將其提供給當(dāng)?shù)匾患诣T造工廠，進(jìn)行鋁合金支撐架的制造。 

　　發(fā)動(dòng)機(jī)模型總共包括250個(gè)零部件，設(shè)計(jì)者先后分了5個(gè)批次進(jìn)行3D打印，總共耗時(shí)45小時(shí)。打印完成之后還需要進(jìn)行零部件的后處理，包括去除3D打印過(guò)程中產(chǎn)生的支撐結(jié)構(gòu)，對(duì)零件中的微孔進(jìn)行精制，對(duì)打印件進(jìn)行打磨和噴漆。完成后處理之后，設(shè)計(jì)者花費(fèi)了4個(gè)小時(shí)完成了發(fā)動(dòng)機(jī)的組裝。 保時(shí)捷汽車(chē)愛(ài)好者利用3D打印設(shè)備快速制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)模型的經(jīng)驗(yàn)，也可以為汽車(chē)制造企業(yè)的設(shè)計(jì)研發(fā)領(lǐng)域所借鑒。在汽車(chē)的研發(fā)工作中，設(shè)計(jì)師需要對(duì)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，驗(yàn)證過(guò)程中往往需要制造出新產(chǎn)品的原型。3D打印技術(shù)憑借在小批量制造中所具有的速度和成本優(yōu)勢(shì)，而成為產(chǎn)品快速原型制造的重要工具。國(guó)際上一些著名汽車(chē)制造企業(yè)在產(chǎn)品快速原型制造領(lǐng)域大量應(yīng)用了3D打印技術(shù)。例如，福特在全球設(shè)立了5個(gè)3D打印原型制造中心，每年制造超過(guò)2萬(wàn)個(gè)零部件原型，寶馬的慕尼黑研究和創(chuàng)新中心，每年生產(chǎn)約2.5萬(wàn)個(gè)3D打印零部件原型。 

　　3D打印設(shè)備制造商和材料企業(yè)針對(duì)產(chǎn)品快速原型和小批量生產(chǎn)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)了多樣化的打印材料。以制造保時(shí)捷發(fā)動(dòng)機(jī)模型時(shí)所使用的樹(shù)脂3D打印材料為例，包括Carbon 3D、Formlabs、MadeSolid、MakerJuice、塑成科技在內(nèi)的許多3D打印企業(yè)或材料制造企業(yè)，針對(duì)臺(tái)式3D打印的光敏樹(shù)脂脆弱，容易折斷和開(kāi)裂的問(wèn)題，推出了更強(qiáng)硬、耐用的樹(shù)脂，有的樹(shù)脂材料可以對(duì)標(biāo)ABS塑料注塑件的性能，有些樹(shù)脂材料在強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率之間取得了一種平衡，使3D打印的原型產(chǎn)品擁有更好的抗沖擊性和強(qiáng)度。除了硬性樹(shù)脂，3D打印企業(yè)還推出了用于熔模鑄造的3D打印樹(shù)脂材料，以及制造鉸鏈和摩擦裝置所需要的柔性或彈性樹(shù)脂3D打印材料，可供制造用戶選擇的材料種類越來(lái)越豐富。