粉末床3D打印

3D打印的跑车，还敞篷，体味风的味道与众不同。Czinger发布了21C Spyder。掀开车顶，一万一千转的八缸发动机毫无遮挡地灌进座舱，是一种近乎失礼的感官冲击。更值得我们关注的，是藏在车身曲面之下的3D打印造车逻辑。先说制动系统。传统做法是一堆零件的集合：卡钳、转向节、油管、接头，各自成型，再逐一装配，靠螺栓和密封圈把它们装在一起。Czinger的做法是把它们当成一个整体重新计算。卡钳、立柱和液压油道被拓扑优化算法融合成一个连续的结构件，一次打印成型。这件事只有增材制造做得到。比起铸造需要脱模，机加工需要考虑刀具是否够得着，实体内部拐了几道弯的液压通道铸造的砂芯做不出来，钻头也进不去。粉末床3D打印激光逐层扫描金属粉末，上一层熔完铺下一层，形状复杂更能胜任。真正的难点是内部通道的支撑结构无法伸手去拆，只能靠通道走向的角度设计来自我支撑。另外就是残留在腔体里的粉末必须彻底清干净，否则运行中脱落就是灾难；打印完还要热等静压消除内部孔隙、去应力退火释放残余应力，再对配合面做精加工。一整套后处理工序并不能省。座舱的控制系统也做了同样的处理，整套线路与支架被折叠进一个集成部件。那些镂空的、非对称的、带着骨骼感的支架，人手画不出来，也没必要画。仪表台后方那个白色的支撑结构就是这种语言的直接呈现。给定载荷、给定边界条件，让算法去分配材料，最后材料只出现在受力路径上，其余地方一概让位。这种形态之所以在过去只存在于论文里，是因为算完了也造不出来；现在算完了能直接3D打印，设计与制造之间的墙逐步拆掉。3D打印并非没有代价。材料贵，设备折旧高，打印速度慢，加上后处理的时间成本，注定它暂时只能栖身于千万级车型。但这恰恰是新技术爬坡的常规路径。先在对成本不敏感的地方证明自己，再往下逐步走向规模化市场。从结果看，21C Spyder在时速240公里下产生1500公斤下压力，据其宣传应是敞篷车里的最高值。掀掉车顶意味着失去一部分车身刚度，还能把气动做到优秀，是结构功能一体化的一种炫耀。风穿过没有顶棚的座舱，那阵声浪背后，是一堆由算法+3D打印长出来的金属异性结构。确实别有一番风韵。