降温与减重,砂型3D打印为新能源汽车带来的“减法”艺术

新能源汽车的生态系统是开放的,是变化和动态的。传统汽车从设计定型到新车出厂通常需要三年时间,在此期间针对这些零件生产的工艺与供应链都进入到了固化状态。而像特斯拉这样的车企,其软件几乎每个月都会更新,数字化的基因可以说根植在新能源制造领域的血液中。这种快速迭代的特性对制造技术提出了更高要求——既要满足复杂结构的设计自由度,又需缩短开发周期以适应频繁的技术升级,这为3D打印技术的应用提供了天然土壤。

砂型3D打印技术通过将增材制造的灵活性与传统铸造的材料适应性相结合,既能突破传统模具对设计的束缚,实现复杂流道、薄壁结构的一体化成型,又能依托成熟的铸造工艺保障零部件的力学性能,从而在新能源汽车零部件制造中展现出独特的技术价值。

voxeljet-维捷的“砂型3D打印+快速铸造”技术凭借大尺寸成型、高精度和材料兼容性优势,正在重塑新能源汽车核心零部件的制造范式。该技术通过突破传统模具限制,在复杂结构制造、快速迭代和轻量化设计方面展现出价值,已实现从原型开发到批量生产的全流程渗透。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

valley汽车着力点

电机外壳与定子组件

voxel_car定子温度从60°C降至40°C的时间缩短约70%

在电机系统领域,该技术实现了革命性突破。通过直接成型内置随形冷却通道的电机外壳,散热效率提升30%的同时减重15%。以苏州美迈科技项目为例,传统需要分拆组装的冷却管道被一次性整体成型,不仅消除泄漏风险,更省去氦气检测环节,显著降低制造成本。

voxel_car_2水道壁厚由5mm降至1.5mm

电池包与热管理结构

电池系统制造方面,维捷技术展现出多维优势:为Ethec电动摩托车开发的电池外壳集成硅油流动通道,使电池组温度均匀性提升,循环寿命延长20%;采用陶粒砂材料3D打印砂型制造的电池模组支架实现1.5mm超薄壁厚,通过拓扑优化设计满足严苛振动标准;整体电池包壳体减重达30%,并实现支架一体化成型。

 

底盘与车身结构件

底盘结构件的制造取得重大突破。VX4000【4m×2m×1m】大型3D打印设备直接成型副车架砂型,通用汽车供应商TEI应用该技术实现了功能集成设计,将40个冲压件整合为6个铸件,减重25%的同时提升抗扭刚度18%。悬挂部件采用仿生蜂窝结构设计,在保持强度前提下实现40%的减重突破,良品率提升至95%以上。

voxel_car_4

动力系统核心部件

动力系统制造效率显著提升。湖州美迈科技通过该技术45天内完成混动发动机缸盖三种方案的样件交付,较传统工艺缩短周期60%。变速箱壳体复杂油路(最小直径2mm)一次成型,表面粗糙度Ra≤6.3μm,机加工量减少50%,耐压性能达30MPa。

voxel_car_5混动发动机缸盖与水套砂芯

01 生产效益与成本优化

在经济效益方面,维捷技术展现出独特优势:电机外壳开发周期从2个月压缩至3周,迭代效率提升80%;小批量生产(≤1万件/年)可省去单套200万元的模具成本;与Loramendi合作的自动化产线实现每周数千砂芯的稳定输出,设备稼动率超90%。

02 材料与工艺创新

冷无机IOB技术降低能耗40%且零VOC排放;VXMB19陶粒砂3D打印砂型耐受1600℃高温,免除抛丸处理工序。随着VX9000【9m×7m×1m】等大型设备的应用,该技术正加速向电池包下壳体等大型结构件领域拓展,推动新能源汽车铸件向”无模化”深度转型。

voxel_car_6无机粘接技术

voxeljet-维捷砂型3D打印技术通过释放设计自由度、重构生产流程,已成为新能源汽车轻量化与性能提升的关键推手之一。随着该技术在电机、电池、底盘制造中的应用走向成熟,增材制造也向新能源汽车制造规模化应用迈进了一步。

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