突破！保时捷将采用3D打印活塞

近日，白令三维了解到保时捷与合作伙伴****集团（Mahle）和通快集团（Trumpf）联合宣布，将以3D打印的形式生产911GT2RS车型的高性能发动机活塞；这也是行业内史无前例地在高应力驱动部件中使用3D打印工艺。

这种新技术生产出的活塞，能够将活塞质量减少10%，3D打印的活塞还集成了封闭冷却管道，以降低工作温度，同时还可以对其在气缸内承受的载荷进行优化设计，这些创新都是传统制造工艺根本无法实现的。

在2020年春季，制造商推出了一种全身形全桶形座椅，其坐垫和靠背表面已部分进行3D打印。保时捷911和718系列的座椅虽然当时不被视为生产部件，但现在可以为客户提供三种硬度级别（软，中或硬）中的一种来选择座椅。

对于保时捷的赛车运动，特殊和小型系列车辆而言，这项技术在经济和技术上都很有趣，而且制造商清楚地认识到3D打印在为客户提供创新和定制产品方面的潜力。现在，它通过与两个重要的行业合作伙伴合作3D打印这些高应力驱动组件，来提高其911旗舰车型GT2RS的高性能发动机活塞的效率和功率。

保时捷与国际开发合作伙伴和汽车行业供应商****（MAHLE）以及德国家族企业TRUMPF共同开展了这一联合项目，该公司同时提供激光金属熔合（LMF）和激光金属沉积（LMD）AM技术。

在这种情况下，LMF技术被用于从高纯度金属粉末（****标识为铝合金）上打印活塞，并且活塞现在具有针对驱动时作用在活塞上的高应力载荷进行了优化的结构。

****（MAHLE）解释说，仿生设计仅在加载区域增加了材料，被用于开发GT2RS的活塞。与传统的锻造批量生产活塞相比，该技术可使合作伙伴减少材料浪费，并使3D打印活塞更坚固，重量减轻多达20％。

“该项目涉及多个挑战。从活塞的设计到材料的规格以及开发适当的印刷参数，我们都必须进行许多细微调整才能获得最佳效果。

现在，我们不仅掌握了技术方面的知识，还可以评估该方法如何嵌入到现有的制造过程中。”****高级工程产品设计主管VolkerSchall说。

这些新型活塞还具有一个集成的封闭式冷却通道，该通道在活塞顶部附近具有特殊形状，这是传统制造技术无法做到的。

冷却通道的设计基于****在活塞热过程中的工作，而管道实际上通过降低承受此压力的活塞这一部分的温度负荷来优化燃烧。

此外，在涡轮增压器和原始冷却器之间的空气管中增加了一个额外的3D打印增压空气冷却器，该冷却器可优化流量控制和冷却。

这样可以确保更大的热传递，更低的燃油消耗以及更高效的发动机性能。

“由于有了新的更轻的活塞，我们可以提高发动机转速，降低活塞上的温度负荷并优化燃烧。保时捷高级驱动开发部项目经理FrankIckinger解释说，这使得从700PS的双涡轮增压发动机获得多达30PS的动力成为可能。

活塞毛坯在****进行了分析，工程师对活塞裙和销孔（与销连接的地方）给予了极大的关注。

然后，使用Zeiss的测量技术对组件进行200小时的耐久测试，以确定性能和质量。结果发现，3D打印活塞提供的质量与常规制造的活塞相同。

TRUMPF项目经理SteffenRübling表示：“该项目说明了如何使用3D打印来进一步改善其性能潜力已经被数十年的开发所耗尽的组件。”“这将使航空航天和能源等许多其他行业受益。”