路虎BAR帆船隊(duì)T3訓(xùn)練船在索倫特海峽上航行（圖片版權(quán)所有：Harry KH路虎BAR帆船隊(duì)）

在路虎BAR帆船隊(duì)技術(shù)創(chuàng)新小組 (TIG) 的支持下揉阎，增材制造（3D打忧崖搿）技術(shù) — 和許多其他尖端技術(shù)如人工智能疾词、大數(shù)據(jù)分析等一樣 — 已融入到船隊(duì)的日常工作中司型。在本案例中昼接，TIG一方面與生產(chǎn)金屬增材制造設(shè)備的全球測(cè)量專家雷尼紹公司攜手合作，另一方面使用其更為熟悉的塑料3D打印技術(shù)悴晰，結(jié)合各自的優(yōu)點(diǎn)來(lái)制作零件原型慢睡。

來(lái)自PA Consulting公司的TIG項(xiàng)目經(jīng)理George Sykes評(píng)價(jià)說(shuō)：“在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部，我們分三種不同的級(jí)別來(lái)應(yīng)用3D打印技術(shù)膨疏。最簡(jiǎn)單的一種是原型制作和可視化工具。當(dāng)需要生產(chǎn)大批量的定制零件時(shí)钻弄，在確定最終成品之前佃却，我們可以在內(nèi)部首先利用3D打印技術(shù)制作出全尺寸原型【桨常”

路虎BAR帆船隊(duì)的設(shè)計(jì)室內(nèi)配有3D打印機(jī)饲帅，只需點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)，工程師就能用塑料真實(shí)制作出設(shè)計(jì)師所構(gòu)想的幾乎所有模型瘤泪。

這種制作原型的方法非常有助于我們研發(fā)某些新零件灶泵，”路虎BAR帆船隊(duì)首席技術(shù)官Andy Claughton說(shuō)，“我們能夠真實(shí)觸摸到這些零件原形对途，將它們安裝到帆船上赦邻，或與系統(tǒng)中的其他部件相連接，這令我們能夠找出潛在問(wèn)題锉寿，完善設(shè)計(jì)轻樟，最終投入成品生產(chǎn)∑椋”

船隊(duì)擁有一家裝備齊全的傳統(tǒng)加工車間舟门，同時(shí)還擁有一個(gè)復(fù)合材料研究團(tuán)隊(duì)债苍。利用這些資源，船隊(duì)幾乎可以制作出想要的所有零件锅星，但是如果能夠使用3D打印技術(shù)制作零件成品咳铅，那么他們毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)選擇3D打印。這種方式的一大優(yōu)勢(shì)便是可以大幅度地降低成本家统。

船首斜桅的端蓋就是一個(gè)很好的例子具椒。它的形狀比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)用于減少空氣阻力爵林。該零件很適合通過(guò)塑料3D打印技術(shù)制作觅霉，因?yàn)榱慵蠜](méi)有載荷，且一艘帆船上只需一個(gè)這樣的零件臣环。在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間里绑警，這個(gè)定制的端蓋零件一直是用碳纖維材料制成的，然而其制作過(guò)程耗時(shí)且需要豐富經(jīng)驗(yàn)央渣，因此零件成本較高计盒。如今，一旦設(shè)計(jì)出新的端蓋模型芽丹，船隊(duì)在數(shù)小時(shí)內(nèi)便可將其生產(chǎn)出來(lái)北启，且僅需花費(fèi)幾英鎊。

“但是拔第，我們最高級(jí)別的3D打印應(yīng)用則是雷尼紹提供的金屬增材制造技術(shù)咕村，”Sykes補(bǔ)充道，“用金屬制造定制零件是3D打印技術(shù)中最前沿的領(lǐng)域蚊俺⌒柑危”

金屬3D打印通過(guò)像紙一樣薄的精細(xì)金屬粉末層來(lái)制造零件，每個(gè)薄層的厚度通常僅為0.05 mm泳猬，而這些金屬粉末的稠度則與玉米淀粉類似批钠。增材制造系統(tǒng)在充滿氬氣的惰性環(huán)境中工作 — 這如同燈泡中的環(huán)境；系統(tǒng)加熱金屬粉末使其熔化得封，但不會(huì)使其燃燒或與空氣中的氧氣或雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)了岸。利用激光束進(jìn)行加熱，通過(guò)由軟件控制的光學(xué)鏡組引導(dǎo)激光束奈揩，聚集熱量以精確熔融所需的加工區(qū)域造蒋。

雷尼紹新一代RenAM 500M工業(yè)型增材制造機(jī)器

路虎BAR帆船隊(duì)最早采用該技術(shù)制作的零件是一個(gè)定制的滑輪外殼，用于活動(dòng)披水板吊索內(nèi)的滑輪效蝎。該零件要承載較高的壓縮載荷牙德，且需具有良好的耐磨性，因此金屬是理想的選擇虎铅。所有高強(qiáng)度金屬的密度（單位體積的重量）都比碳纖維要大庭钢，因此為了減輕重量恋鞋，零件最終采用了空心設(shè)計(jì)。除了增材制造技術(shù)讽钻，任何其他方法都難以制造出此類零件赵须。

“增材制造技術(shù)在零件減重和增效方面具有非常驚人的潛力，”Andy Claughton解釋說(shuō)扎矾，“舉個(gè)例子业嗅，我們?cè)谝簤合到y(tǒng)上花費(fèi)了很多心思。在3D打印出現(xiàn)之前唉侄，該系統(tǒng)的所有零件都是通過(guò)切削實(shí)心金屬料坯來(lái)制造的咒吐。使用切削法加工出的零件形狀十分有限，這一方面限制了設(shè)計(jì)自由属划，另一方面也限制了零件的效能恬叹。

“例如，液壓流體并不‘喜歡’流過(guò)那些尖銳的彎角同眯，如果必須這樣設(shè)計(jì)的話绽昼，將會(huì)帶來(lái)能量的損失。如果采用傳統(tǒng)制造技術(shù)须蜗，這可能是零件的唯一設(shè)計(jì)方式硅确，但是有了增材制造技術(shù)后，便可加工出內(nèi)含光滑圓角的零件明肮，這將大大提高流體傳輸?shù)男省?/p>

“除了提升零件效能菱农，我們現(xiàn)在還可以制造出更加輕巧的零件，因?yàn)槲覀儍H需在必要位置添加材料柿估。過(guò)去循未，利用車床或其他切削機(jī)床，我們能夠加工出的零件幾何形狀存在許多限制篇瀑，這意味著我們可能無(wú)法去除某些不必要的材料厨朗，而我們的帆船也不得不帶著這些多余的重量航行瑟顶。這些以后都不會(huì)成為問(wèn)題了看剃。”

雷尼紹為其帆船的液壓系統(tǒng)生產(chǎn)了多個(gè)關(guān)鍵零件鹿腕，但是船隊(duì)不愿透露過(guò)多的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)秋豌，據(jù)說(shuō)新的AM歧管設(shè)計(jì)重量減少了60%，而效能則提升超過(guò)20%悼锻。

雷尼紹為路虎BAR帆船隊(duì)制造的金屬3D打印液壓系統(tǒng)零件

雷尼紹增材制造產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)工程師David Ewing說(shuō)：“與路虎BAR的合作有助于提高我們的增材制造技術(shù)水平劲旗。增材制造包含一整套復(fù)雜的制造方案，涵蓋從零件設(shè)計(jì)到工藝流程等方方面面的專業(yè)知識(shí)透辜。最好的應(yīng)用是使用最少的材料來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求常孕，產(chǎn)品具有實(shí)用的功能性優(yōu)點(diǎn)网赤，且應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)便已將制造方法考慮在內(nèi)。我們?yōu)槁坊AR生產(chǎn)的液壓系統(tǒng)零件就是一個(gè)完美的例子逐会∽逖樱”

“雷尼紹在這場(chǎng)面向制造業(yè)未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中處于最前列，他們利用自身的優(yōu)勢(shì)為我們提供了實(shí)實(shí)在在的幫助献酗。這項(xiàng)技術(shù)將在我們的制造理念中扎根寝受，并且它將在未來(lái)的制造流程中發(fā)揮越來(lái)越大的作用『辟耍”Andy Claughton總結(jié)道很澄。

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關(guān)于雷尼紹

雷尼紹公司 (Renishaw plc) 是世界測(cè)量和光譜分析儀器領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者甩苛。我們開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品可顯著提高客戶的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī) — 從提高制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量、極大提高研發(fā)能力到改進(jìn)醫(yī)療過(guò)程的功效器予。

我們的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于機(jī)床自動(dòng)化浪藻、坐標(biāo)測(cè)量、增材制造乾翔、比對(duì)測(cè)量爱葵、拉曼光譜分析、機(jī)器校準(zhǔn)反浓、位置反饋萌丈、口腔CAD/CAM、形狀記憶合金峡哥、大尺寸范圍測(cè)繪庭走、立體定向神經(jīng)外科和醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域。在所有這些領(lǐng)域烙昼，我們的目標(biāo)都是成為長(zhǎng)期合作伙伴荸凸，不管現(xiàn)在還是將來(lái)，都始終如一地提供滿足客戶需求的優(yōu)異產(chǎn)品泛红，并提供快捷一恃、專業(yè)的技術(shù)和商業(yè)支持。

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