新穎的太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)使用工業(yè)3D打印

成本效益高且速度快：3D砂打印在CFRP層壓件和深沖模具的模具制造中的應(yīng)用。今天的運(yùn)輸和流動(dòng)通常與高能源和資源消耗有關(guān)。空氣污染、噪音和壓力是其副作用。

這里早該有一場(chǎng)深刻的變革了。而這正是托馬斯-維巴赫的愿景發(fā)揮作用的地方。維巴赫是德國(guó)制造的第一輛太陽(yáng)能自行車(chē)pedilio背后的人。因?yàn)楣こ處熣J(rèn)為，移動(dòng)性應(yīng)該是沒(méi)有噪音和污染物的。

“從技術(shù)上講，太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)已經(jīng)具備了完整的功能，但我只能通過(guò)3D打印技術(shù)為最終客戶(hù)實(shí)現(xiàn)這一關(guān)鍵功能，”發(fā)明家-工程師托馬斯-維巴赫解釋說(shuō)。這是一個(gè)為原型建造外部包層的問(wèn)題。作為一個(gè)和諧的連接點(diǎn)，與保護(hù)天氣的屋頂結(jié)構(gòu)。

由同樣堅(jiān)固和輕便的CFRP（碳纖維增強(qiáng)塑料）制成。Viebach工程師：”作為一個(gè)初創(chuàng)企業(yè)，我必須關(guān)注成本，而且還必須快速。所以voxeljet的按需零件生產(chǎn)是一個(gè)完美的選擇”。

“減速、自己運(yùn)動(dòng)的快樂(lè)和對(duì)自由使用的太陽(yáng)能的體驗(yàn)將有助于改善生活態(tài)度”。這就是為什么在3D打印專(zhuān)家voxeljet的幫助下，他為他的未來(lái)主義車(chē)輛設(shè)計(jì)了幾乎全天候的碳纖維層壓板車(chē)身的工具，并通過(guò)voxeljet的按需3D打印服務(wù)使其成為現(xiàn)實(shí)。

關(guān)于Pedilio的事實(shí)

pedilio太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)的設(shè)計(jì)速度可達(dá)每小時(shí)45公里，根據(jù)電池的情況，續(xù)航里程為60至120公里。與pedelec（即帶有電動(dòng)輔助馬達(dá)的自行車(chē)）相比，pedilio適用于全天候使用。由于復(fù)雜的車(chē)身，即使在最深的冬天，騎手也能免受惡劣天氣的影響。除了傳統(tǒng)的踏板驅(qū)動(dòng)外，pedilio還以環(huán)保的方式從車(chē)頂?shù)奶?yáng)能電池中汲取能量。因此，項(xiàng)目的名稱(chēng)：”ped “代表踏板驅(qū)動(dòng)，”ilio “是希臘語(yǔ)，意思是太陽(yáng)。發(fā)明者Viebach在2018年4月底在Germersheim舉行的特別自行車(chē)展上向公眾展示了他的pedilio。pedilio甚至已經(jīng)被批準(zhǔn)用于道路，并被列為時(shí)速45公里以下的輕型機(jī)動(dòng)車(chē)（L6e級(jí)）。

在沙地上進(jìn)行3D打印，既節(jié)省成本又快速

用沙子進(jìn)行3D打印為將大尺寸的CAD模型轉(zhuǎn)化為真實(shí)的形式提供了可能。相比之下，用薄板材料銑削大型部件的成本會(huì)大大增加?；蛘撸S巴赫不得不在傳統(tǒng)的模型制作中用木頭和硬泡沫塑料制作模型，這將更加耗費(fèi)時(shí)間。

voxeljet公司提供的工業(yè)3D打印，具有巨大的時(shí)間和成本優(yōu)勢(shì)。此外，該工藝同樣適用于制作熱成型模具和層壓模具。

Thomas Viebach, 創(chuàng)始人佩蒂利奧

Viebach：”對(duì)于pedilio原型，我總共需要七個(gè)不同的覆層部件，我們使用纖維層壓工藝生產(chǎn)。我直接用voxeljet打印了模具的主模型作為陽(yáng)模，以便在中間步驟中從它們中提取可分割的輕質(zhì)陰模。為了更舒適的操作”。

通過(guò)3D沙打印工藝，對(duì)復(fù)雜的幾何形狀沒(méi)有問(wèn)題

“例如，我與voxeljet-On Demand打印團(tuán)隊(duì)一起在三維CAD軟件中設(shè)計(jì)靴子的幾何形狀。由于靴子部件的后續(xù)脫模性，模具必須分三部分制作”。為了給底片模具貼膜，Viebach在模型的邊緣增加了一個(gè)寬大的懸空。此外，由于重量原因，模壓件是空心設(shè)計(jì)，內(nèi)部有加強(qiáng)筋。”Viebach回憶說(shuō)：”即使是靴子的這種復(fù)雜的幾何形狀，對(duì)voxeljet的3D打印專(zhuān)家來(lái)說(shuō)也不是什么大挑戰(zhàn)。

為了進(jìn)行滲透，發(fā)明人Viebach將薄體環(huán)氧樹(shù)脂多次濕敷，使模具表面能夠很好地吸收樹(shù)脂以達(dá)到穩(wěn)定的目的。在打磨和密封表面后，模具就可以使用了。

由于采用了voxeljet三維沙盤(pán)打印工藝，可以直接從計(jì)算機(jī)模擬的三維數(shù)據(jù)中打印出纖維層壓板部件的主模型。在接下來(lái)的中間步驟中，由于有了voxeljet正模，我能夠脫下易于處理的輕質(zhì)負(fù)模。

Thomas Viebach, 創(chuàng)始人佩蒂利奧

熱成型（真空深拉）。

熱成型，也叫真空熱成型，由于其成本效益，幾年來(lái)在工業(yè)應(yīng)用中找到了存在的理由。由于與傳統(tǒng)的注塑成型相比，幾乎不存在模具成本，因此熱成型對(duì)于中小批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)特別具有成本效益。

砂模的熱成型過(guò)程

維巴赫用環(huán)氧樹(shù)脂浸潤(rùn)零件，以增加表面強(qiáng)度，同時(shí)保持氣體的滲透性，以實(shí)現(xiàn)材料的均勻變形。
隨后是打磨砂模的表面。
因此，經(jīng)過(guò)處理的沙子模型可以直接放入熱塑機(jī)。
為了盡可能地降低模具的重量，Viebach將砂模設(shè)計(jì)成中空的。然而，為了能夠吸收深拉過(guò)程中的力量，Viebach在模具內(nèi)增加了支撐肋骨。
這些模具可以重復(fù)使用幾次。
維巴赫為側(cè)窗元件、后窗和Pedilio大燈外殼重新塑造了晶瑩剔透、兩毫米厚的PET材料。