金属丝激光沉积技术改写定制排气:Ferrita为奔驰SLR McLaren节省50%时间与成本
一辆2003年的梅赛德斯-奔驰SLR McLaren,车主想给它换一套独一无二的排气系统,于是找到了瑞典的Ferrita。
Ferrita这家公司,专门做排气系统的声学衰减、振动控制、隔热和废气净化,在瑞典汽车文化里很有名。瑞典人特别喜欢改车,市场对独特项目车非常珍视,所以Ferrita的团队对排气设计很有想法。
他们这次要用一个新技术,Meltio的金属增材制造,其实就是利用激光熔化金属丝来焊接,这技术已经通过了奔驰的认证。
但挑战很快来了。客户要求换四个排气管,必须精确对称,形状还特别复杂。
传统方法的话,得做专门的工装,费钱又费时间。其实,这一套下来,成本高,周期长,而且客户的车只能留一周,从想法到成品,必须快速推进。
一周时间,四个排气管,还要对称,这几乎不可能。
工程限制也很严苛。你想想看,新排气管必须和车辆线条完美匹配,原厂把排气系统塞在前翼子板里,空间很小。
团队还需要换掉原厂那重约20公斤的消音器,减重的同时还得消除多余热量。


除了物理安装,还有流体动力学的挑战。创造理想的排气声浪,需要精确控制管道尺寸、容积、频率变化和排气速度。传统手工很难做到这一点。
技师Viktor说,手工制作合并管道,很难做出完美的内部流线型,会影响背压。
他解释,「你无法手工制作出一对具有圆形端部、流线型良好的合并管道。但你可以做出完美的合并管道。」他认为,3D打印能提供完美内部几何形状,减少背压,而且一周内就能交货。
所以呢,他们信赖Meltio的3D打印技术,CEO Ljungström说,为了保持国际竞争力,他们用这个技术来修复零件,自动化焊接和修复过程。
那他们是怎么在这么短的时间里搞定的呢?
他们搞了一套端到端的数字化流程。
先扫描底板,把空间数据弄进电脑,建个数字模型,用来测试阀门和管道的适配性。也就是说,整个设计都在数字环境中验证了,避免了实物返工。
模型没问题后,用塑料打印个原型,只要几个小时,看看和车身线条是否匹配。
确认后,就上Meltio的机器人单元,用金属打印最终零件。
这个机器人单元就是ABB的机械臂配上一个有九个激光束的激光头,熔化MIG焊丝,逐层堆出排气管。坦率的讲,这种技术能精确控制每个细节。
材料是316不锈钢,打印速度每秒10毫米,气体流量每分钟15升,激光功率1000瓦。

那结果会怎样呢?四个排气管精确对称,内部流线型完美,声浪也很好。
Ljungström说,这流程让他们在时间和成本上都有了大改善,效率提升了很多,时间和成本降低了50%。
说实话,这个效率提升让我们自己都惊讶。
说到底,瑞典人对车的热爱,加上新技术的辅助,才让这样的项目成为可能。

封面图片展示了使用Wire-LMD技术制造的Ferrita梅赛德斯-奔驰SLR McLaren排气系统。


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