FDM原型在摩托车制造商杜卡迪引擎设计中的运用

成立于 1926 年,杜卡迪是世界上最著名的竞赛摩托车制造商之一,其特色在于独特的发动机、创新的设计和先进的工程技术。该公司在世界超级摩托车锦标赛上硕果累累,为世界呈现出了竞赛场上最先进的摩托车该有的样子。

挑战

杜卡迪面临的关键挑战之一是缩短设计周期,加快新产品上市时间。为了解决这个问题,它运用Stratasysy 公 司 的 Fortus FDM 原型系统进行设计。杜卡迪借助 FDM(熔融沉积建模)技术,用 ABS、PC 和聚苯砜制造出了概念模型和功能原型。

解决方案

借 助 FDM, 杜 卡 迪 的Desmosedici 竞赛摩托车引擎设计开发周期缩减了 20 个月。这对于设计团队来说,这简直是一次历史性的成功,整个引擎从设计到组装仅用了八个月的时间,而传统的引擎制造流程需要 28 个月,而且大部分原型都外包给了服务公司。

杜卡迪希望 Desmosedici 可以超越之前的设计,通过提供额外的动力,继续在MotoGP系列比赛中取得成功。借助两个 FDM 原型系统,设计团队制造了一个几乎完全由 PC 部件组成的原型引擎。该设计包括一个双汽缸椭圆形活塞的配置,工程师认为这种设计既能提供额外动力,同时又符合MotoGP 的赛制。这个发动机拥有传统双缸发动机的功率和扭矩,但又具备与多缸发动机竞争的能力。

战略上的调整又让设计师对汽缸的配置有了新的想法。他们重新设计了四轮活塞发动机,并采用了 2x2 的点火顺序,重现了双缸发动机的工作周期。四个活塞被配置成 L 形布局。这意味着它完全遵守 MotoGP 目前的规定,同时为国际摩托车行业奠定了一个新的基准。新的发动机将完全由PC 打印而成。

“这些 3D 打印模型的准确性和耐用性使我们能够对每个组件进行物理分析,检查设计上存在的缺陷,并迅速改善它们,” Ducati Motor HoldingSpa 的研发 CAD 经理 Piero Giusti 表示,“与以前相比,FDM 原型引擎让我们有更全面的观察,减少了设计中的错误,大大加快了开发进程,PC 引擎原型帮助我们证实了第二个设计才是正确的决定。”更重要的是,它能够将整个引擎原型呈现在 MotoGP 组织的面前,并顺利获得他们对四轮活塞发动机设计的支持。

在购买 Fortus 原型系统之前,杜卡迪在外包服务公司上的花费每年约 100 万欧元,相比之下,购买两台FDM 打印机和材料并进行日常维护的花费更加经济,不仅能以更低的成本生产出更多数量的零件,而且还能更准确地预测出每个项目的成本。

Giusti 说:“为了使杜卡迪始终保持在发动机设计的前沿,我们希望找到一种能快速做出精准耐用的原型技术,而 FDM 是唯一能满足我们需求的解决方案。这些机器就像打印机一样容易安装,现在它们已经成为我们设计和制造过程中不可缺少的一部分。Stratasys 公司真地帮助到了我们,并一直给我们提供专家建议。”

“如果你想赢得比赛,就必须在整个行业中推动技术创新。我们与Stratasys 公司的合作,使得杜卡迪成为全球摩托车制造领域的革新者。” (翻译:吴立华)

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