在風(fēng)馳電掣的MotoGP?摩托車賽事中，車輛性能的提升對比賽結(jié)果有很大的影響拷拥。屢嘗勝績的Moto2車隊(duì)TransFIORmers在創(chuàng)新的前懸架系統(tǒng)中采用了先進(jìn)增材制造（金屬3D打印）技術(shù)牵深，并籍此獲得了巨大的競爭優(yōu)勢。

背景

MotoGP世界摩托車錦標(biāo)賽中出現(xiàn)的賽車均為特制車型仲寇，普通大眾無法接觸和購買制沦，而且它們也不適合在公路上騎行。賽車專用的摩托車需要專門定制 — 各家制造商紛紛使出渾身解數(shù)购具，確保其車輛性能優(yōu)于對手焊蕉，賽道表現(xiàn)最佳。

Moto2是MotoGP賽事三個級別中的第二級责爹，創(chuàng)立于2010年谊弯。該級別使用的官方引擎是600cc四沖程量產(chǎn)發(fā)動機(jī)，目前由日本本田公司提供牧僻。TransFIORmers是一支來自法國的Moto2車隊(duì)霍鹿，總部設(shè)在法國西南部的佩里格，目前正致力于徹底革新前懸架的設(shè)計(jì)以保持賽車的領(lǐng)先優(yōu)勢臊整。

TransFIORmers車隊(duì)由前摩托車世錦賽250cc級別組車手Christian Boudinot領(lǐng)導(dǎo)障漓，而其創(chuàng)新懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)靈感則來自于法國傳奇人物、摩托車設(shè)計(jì)師Claude Fior — 他生前是Boudinot的導(dǎo)師兼摯友蛔琅。

Fior很早便意識到將前懸架從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中分離能夠獲得更好的性能表現(xiàn)胎许。該設(shè)計(jì)解決了“制動俯沖”的問題，可實(shí)現(xiàn)摩托車在入彎時更晚制動罗售，而出彎時更早加速辜窑。

相比傳統(tǒng)的伸縮式前叉懸架，TransFIORmers摩托車采用了獨(dú)立的剛性前叉懸架系統(tǒng)，并通過兩個叉形臂與底盤相連穆碎。

為了進(jìn)一步優(yōu)化這一創(chuàng)新懸架設(shè)計(jì)牙勘，TransFIORmers找到了I3D Concept公司，其在金屬增材設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域居世界一流水平所禀。

I3D Concept公司與TransFIORmers車隊(duì)密切合作方面，采用雷尼紹的AM250增材制造系統(tǒng)優(yōu)化了上部叉形臂組件（兩組叉形臂共同將前叉與底盤相連，它們對摩托車的操控非常重要）的設(shè)計(jì)色徘。

挑戰(zhàn)

在Moto2摩托車新組件的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中恭金，減輕重量是一項(xiàng)優(yōu)先要務(wù)，尤其應(yīng)重點(diǎn)考慮減輕摩托車的“非簧載質(zhì)量”褂策。非簧載質(zhì)量越輕蔚叨，懸架在振動（抖動）控制方面的性能就越好，同時其對制動和加速的反應(yīng)也就越快猫单。

同等重要的工作還包括提高新組件的改進(jìn)速度议猛，以及縮短再制所花費(fèi)的時間。要在競爭激烈的環(huán)境中做到最好朗猖，則需要有快速且精確的產(chǎn)品迭代蟋晾。

由12個部件組成的原始組件

在要求高可靠性的比賽環(huán)境中，機(jī)械強(qiáng)度則是另一個需要著重考慮的因素殿膏。只有當(dāng)TransFIORmers摩托車的叉形臂組件達(dá)到最高水平的剛度策哈，才能夠應(yīng)對行駛過程中極高的動態(tài)轉(zhuǎn)向力。

“為提高摩托車的整體性能尘箫，最重要的便是減輕減震器后方所有組件的重量泪缨。若無法優(yōu)化組件重量，就可能會對減震呛营、制動和加速造成不利影響虱忙，因此，減重始終是我們優(yōu)先考慮的一個因素嘲谚，”TransFIORmers車隊(duì)的機(jī)械工程師Jér?me Aldeguer說狼楔。

金屬3D打印幫助我們實(shí)現(xiàn)了叉形臂組件的減重，這令我們成功避開了車輛的重量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象以及與‘制動俯沖’相關(guān)的問題缴渊。使用這一技術(shù)不僅讓我們設(shè)計(jì)出重量更輕的部件赏壹，同時也顯著提高其剛度。

TransFIORmers（法國）

解決方案

TransFIORmers摩托車的原始叉形臂組件由鋼材制成衔沼，并通過手工打造完成蝌借；該組件包含十二個單獨(dú)加工并焊接在一起的部件。I3D Concept公司將設(shè)計(jì)整合為單件式組件指蚁，從而大大縮短了裝配時間菩佑。

該公司采用雷尼紹AM250增材制造系統(tǒng)來生產(chǎn)金屬3D打印叉形臂自晰；他們首先使用不銹鋼材料制作出原型，最后則用鈦合金材料制造出重量更輕的成品部件擎鸠。

新3D組件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是拓?fù)鋬?yōu)化的迭代過程，由于車身具有嚴(yán)格的空間限制缘圈，叉形臂布局需要用軟件連續(xù)進(jìn)行合理規(guī)劃劣光，以便滿足一系列預(yù)定義的前叉負(fù)載條件要求。

CAD軟件中的叉形臂組件

當(dāng)最終的組件設(shè)計(jì)通過了數(shù)字CAD軟件的驗(yàn)證后糟把，便可脫機(jī)生成成型準(zhǔn)備文件绢涡，然后將其導(dǎo)出至增材制造系統(tǒng)。

利用CAD軟件堡雁，I3D Concept公司能夠評估預(yù)定參數(shù)是否最優(yōu)搀尊，或者是否需要調(diào)整參數(shù)以匹配特定的金屬粉末特性以及叉形臂復(fù)雜的目標(biāo)幾何形狀。

重要的是淹疙，使用AM250的專用光學(xué)控制系統(tǒng) (OCS) 軟件针容，I3D Concept公司能夠非常精確地控制激光準(zhǔn)直，這有助于提高加工精度及表面光潔度柴哈。

結(jié)果

通過在Moto2摩托車的設(shè)計(jì)上采用增材制造技術(shù)补蛋，TransFIORmers成功將叉形臂前懸架這一關(guān)鍵組件的重量大幅減少了40%。對比原來的鋼制焊接組件冶巴，一體式鈦合金組件的重量減輕了600 g为毛。

金屬3D打印一體式鈦合金組件

金屬3D打印還令TransFIORmers能夠更精細(xì)地控制組件公差，并且快速靈活地完成叉形臂幾何形狀的迭代顺鸯，以此滿足特定底盤和運(yùn)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求芦格。

“金屬3D打印幫助我們實(shí)現(xiàn)了叉形臂組件的減重，這令我們成功避開了車輛的重量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象以及與‘制動俯沖’相關(guān)的問題尊捞。使用這一技術(shù)不僅讓我們設(shè)計(jì)出重量更輕的部件俄删，同時也顯著提高其剛度，”TransFIORmers車隊(duì)的機(jī)械工程師Jér?me Aldeguer解釋說奏路。

利用增材制造技術(shù)加工出的全新Ti6AI4V鈦合金叉形臂抗蠢，具有超過1100 MPa的極限抗拉強(qiáng)度和幾近完美的99.7%的密度，與此同時思劳，其剛度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原來由手工打造且由多部件焊接而成的鋼制叉形臂迅矛。

得益于增材制造技術(shù)，TransFIORmers的標(biāo)準(zhǔn)叉形臂開發(fā)流程已變得愈加經(jīng)濟(jì)高效潜叛。大量耗時的部件加工和組裝工作得以消除秽褒，設(shè)計(jì)迭代和制造的速度因此提高了數(shù)倍。

2016年6月威兜，車隊(duì)在巴塞羅那舉行的FIM CEV歐洲錦標(biāo)賽中贏得了自成立以來的首個Moto2 GP比賽冠軍销斟。

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