福特公布3D打印汽车悬架专利，外露管路将大幅减少

8月13日，福特一项在汽车悬架部件内部创建流体通道的专利在德国公开。该专利涉及在转向节和控制臂的3D打印过程中预留内部通道，使制动液和冷却液能够流经这些通道。

从描述可以看出，该专利的核心在于利用3D打印技术，制造出集多种功能于一体的智能化汽车部件。

传统上的悬挂部件只起到承载的作用，输送制动液或冷却液的工作由额外的软管、支架、卡扣等零件负责。

悬挂部件的传统加工技术如铝合金铸造或钢制锻造/冲压焊接等工艺，决定了其形状必须规则，难以制造出内部弯曲、封闭的复杂流道。

而3D打印则可以直接制造出内置流道的零件，这在模具、航天发动机等领域已经获得了广泛应用。

对于汽车转向节和控制臂零部件来说也是如此，只需在零件内部设计出流道，3D打印即可层层制造出满足功能需求的悬挂部件。

制动液或冷却液直接在悬挂部件内部输送，从而大幅缩短甚至不再需要刹车软管，不仅能让汽车底盘布局更加简洁，也能大大简化整车装配流程。

该专利描述到，悬架运动时，转向节的位移量可达38cm。减少该部分外部管道的长度，可以降低作用在管道上的力，并减少暴露于外部空气的表面积。

该通道并非穿过部件中心，其位置由“最短路径”决定，这里指的并非绝对最短长度，而是在保持流量和性能的前提下的最短路径。通道的直径可以沿途进行调整。较宽的管段可以容纳流体，并起到缓冲作用，吸收压力波动。

在3D打印过程中，还可以在零件内部嵌入传感器和电路，用于实时监测悬挂受到的力，并将信息传递给车辆的控制系统。此外，还可以集成液压衬套，通过流体流动来改变阻尼系数。

如果福特工程师开始围绕内部流体、嵌入式传感器和集成电气功能来设计量产车辆，那么3D打印对汽车制造的重要性将显著提升。

另一项已经落地的应用来自超级跑车开发公司Czinger Vehicles。

它推出了一个名为BrakeNode的制动组件，据称这是首个将汽车制动卡钳、悬架立柱和液压油路整合到一起的拓扑优化、3D打印单一结构。

该组件首次应用于Czinger 21C超级跑车平台的第三款衍生车型——21C Spyder，该车型于上周末发布。

Czinger计算得出，与传统的制动结构相比，非簧载质量减少和刚度均提高了30%，并声称制动距离缩短了15%。

空心承重部分占零件材料的37%，液压油通过内部通道流动，消除了传统外露的制动管路。这一点其实和福特的设计不谋而合。

Czinger表示，21C Spyder跑车23%的部件采用Divergent Technologies开发的3D打印工艺。

其中一个名为MegaNode的部件，将转向齿条、电机外壳、前悬架组件和前碰撞结构折叠成一个整体，相比单独制造这些部件，重量减轻了25%。

Czinger 还打印了汽车的悬架控制臂和转向齿条外壳。变速箱外壳同样采用增材制造和拓扑优化，它是首个安装在量产车上的此类部件。

从这两个案例可以看出，汽车行业对3D打印技术的应用已经远远超出仅制造原型的范畴，而且也不再局限于制造复杂结构零件，如今正在向创造功能集成性部件发展。

功能驱动设计，也成为3D打印技术应用发展的重要方向。

注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印