【案例】 3D打印如何缩短电动汽车变速箱研发周期?

案例概览

应用方向:汽车零部件研发、装配与功能验证

打印材料:工业级PLA

加工设备:FDM、型号Storm+

加工周期:1天

电动汽车与二档变速箱

2015年,我国的新能源汽车产量突破38万辆,累计推广近50万辆,成为全球最大的新能源汽车市场。

作为电动汽车,没有发动机,那是理所当然;而没有变速箱,也是电动汽车的必然吗?

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Tesla model 3 

TopGear曾报道,第一代Tesla Roadster是设计有二档变速箱的,但质量一直不过关,后来弃用。舍弃了二档变速箱,要达到相同的性能,Tesla Roadster被迫换上了 更大的电机与电池组。

电动汽车是否需要变速箱?第一电动网还组织过一场大辩论:

《电动汽车为什么不用变速箱来控制转速?》

《特斯拉们不需要变速箱,不代表电动汽车不需要变速箱》

《锦上添花还是画蛇添足?》

《全面分析电动汽车是否需要变速箱用数据说话!定量分析变速箱对电动汽车有多大用》

结论是,二档变速箱对于电动汽车是必要的;当前多数电动汽车没有变速箱,不是因为不想用,而是因为找不到靠谱的供应商。

感兴趣的读者可到第一电动网www.d1ev.com搜索原文题目。

二档变速箱研发与3D打印

作为新能源汽车关键零部件的攻关项目,清华大学汽车工程系的陈红旭博士与卢紫旺,正在开展二档变速箱的研究。

陈红旭博士说,“科研过程时需求的测试装备经常是非标准化的,就比如,现在需要一个测量传动轴转角的装置,在市面上买不着,需要自己来做。”

在画完设计图纸之后,卢紫旺调查了机加工的周期,这种小单需要14天才能完成。 如果设计上有问题,要迭代个两三轮,那就要两个月了,会耽误整个项目的周期,这是不可接受的。

转角测试装置的设计图纸(已授权发布)

抱着试试看的态度,陈红旭博士委托先见三维进行3d打印。工程师在仔细分析需求之后建议: 

a) 首先进行装配验证,进行成本较低的PLA或SLA打印;

b) 在装配验证完成之后,再使用SLS或SLM打印进行功能验证。

仅用了两天时间(其中1天为物流),PLA打印的零件就寄到了清华大学陈红旭手中。“第一次使用3D打印,效果让我很惊讶,比预期的好多了!与机加工相比,速度快,价格更低,完全满足了我的要求。”

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测量传动轴转角装置的3D打印零件汇总

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3d打印锥齿轮,精度达0.05mm

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陈红旭博士与卢紫旺检查3d打印零件@清华大学汽车系

陈红旭博士说,在完成装配与功能验证后,下一步就是要做设备原型了。因为是单件生产,传统的机加工方法成本也是很高的,他会在仔细评估性能与成本之后做一选择,很可能还委托先见三维进行金属3D打印。

先见三维3D打印中心介绍

江苏先见三维科技有限公司位处江苏省常州市金坛区,是3D打印(金坛)创新中心的首家入孵企业,拥有国际先进的金属、尼龙、树脂、塑料3D打印能力,致力于成为“汽车行业的3D打印专家”。

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