赛车运动、高性能赛车和 3D 打印：采访 Carbon Performance 的 Revannth Murugesan

性能赛车和赛车运动的世界是由创新定义的。在性能和速度是关键标准的情况下，保持卓越的工程设计至关重要。因此，该行业越来越多地寻求增材制造等技术来推动创新。

利用这一发展的一家公司是 Carbon Performance，这是一家总部位于英国的初创公司，该公司使用增材制造技术制造高性能组件。除了 AM 之外，该公司还使用 AI 和区块链技术，旨在提供下一代智能汽车零部件。

我们与 Carbon Performance 的董事总经理 Revannth Murugesan 进行了交谈，探讨了增材制造对高性能赛车的好处以及 AM 在行业中的现状。

你能告诉我一些关于碳性能的信息吗？

Carbon Performance 是世界上第一个完全围绕增材制造打造的汽车消费技术零售品牌。从本质上讲，我们的目标是弥合增材制造技术与消费市场之间的差距。

使用增材制造，我们为汽车行业设计和制造高性能部件，例如悬架立柱和制动钳。

虽然您可以使用增材制造做很多事情，从原型设计到制造，但许多好处并未直接惠及最终消费者。当然，试图弥合这一差距存在挑战，这就是碳性能的用武之地。

碳性能背后的愿景是什么？

在汽车行业工作了一段时间后，我们了解到全球碳排放量处于历史最高水平。我们正试图通过使用人工智能和 3D 打印来解决汽车行业内的这一环境问题，并解决组件本身的低效率问题。

因此，我们的最终目标是双重的：1) 减少制造业对环境的影响，2) 将制造业带回英国。

增材制造对高性能赛车有什么好处？

首先，我想说增材制造提高了性能。

我们以悬挂组件为例。在传统制造中，制造商需要一块金属并切掉材料以获得最终形状。

相比之下，使用增材制造，我们的悬架部件重量减轻了 25%。这改善了汽车的簧下质量，从字面上转化为性能的提高。

目前我们有 8% 到 10% 的材料浪费，但我们计划将其降低到 0%，这是一个相当大的挑战。

其次，增材制造可以提高燃油效率。对于我们的高性能客户，我们可以用数字来证明这一点。例如，我们实际上可以让汽车在 80 圈的过程中快 6 秒。在性能赛车中，这种类型的利润是巨大的。

凭借您在该行业的丰富经验，多年来您如何看待增材制造的发展？

当我购买第一台 3D 打印机时，我才 14 或 15 岁。当时，就 3D 打印而言，该行业比我们今天所处的行业要早得多。例如，材料选择非常有限。那时 ABS 是奢侈品！

我见证了该行业从桌面 3D 打印发展到使用 SLA、SLS 以及金属 3D 打印的工业增材制造。这是非常令人鼓舞的。

该行业发展迅速：复合年增长率约为 38%。它已经从少数 3D 打印机制造商发展为数千家制造商、服务机构、商业咨询公司和材料供应商。生态系统显然正在演变。

我们试图通过 Carbon Performance 做的是将行业推向极限，并将消费产品推向市场，而不是将技术限制在专业应用中。这几乎是该行业目前所处的位置。

您能否详细介绍一下您使用衍生式设计和优化工具的方式，以及它们为生产过程带来的好处？

衍生式设计仍处于早期阶段。实际上只有少数公司提供这种服务。

话虽如此，我们使用衍生式设计等技术将新产品推向市场。例如，衍生式设计软件可以帮助我们提出激进的解决方案。从本质上讲，我们正在努力使我们的产品轻量化至少 40%。

因此我们使用衍生式设计、晶格和拓扑优化工具来减轻组件的重量并提高其性能。

您也在使用人工智能和区块链。您能解释一下 Carbon Performance 如何将这些技术与 3D 打印结合使用吗？

首先，重要的是要说人工智能经常被误解：它不是单一的技术，而是一系列技术的总称。生成式设计实际上是一种人工智能，因为设计是使用机器智能生成的。

我们目前正在开发我们自己的衍生式设计软件，我们计划在 2020 年完成。这将是英国的第二个衍生式设计软件。

区块链涵盖了事物的安全方面，我认为这非常重要。知识产权保护和版权/商标是一个关键问题，因为理论上任何人都可以获取您的 STL 文件并进行打印。这就是目前 3D 打印市场所在的位置。我们需要一些可以增加额外安全级别的东西。

我们对区块链的使用实际上目前处于测试阶段。因此，例如，我们可以获取 STL 文件并将其分发给世界各地的可信赖合作伙伴，例如亚洲或北美。这些合作伙伴有一个 16 位的密钥，只有他们可以访问该文件。其他人无法访问该文件或下载该文件。这就是区块链的用武之地。

不可否认，用于 3D 打印的区块链概念还很早，尤其是涉及到您可以使用的文件大小时。我预计区块链技术可能需要 5 到 10 年的时间才能发展成为像 iCloud 这样体面的存储平台。

您提到了安全的重要性。你能扩展一下吗？

绝对地。

让我们将增材制造与传统制造进行比较，后者拥有商标和版权设计。使用 AM，您拥有开源软件，任何人都可以在其中进行设计。您多次修改文件的设计。因此，我们可能会花费数月时间设计一个组件，而其他人可能会获得 STL 文件并声明其所有权。

安全性是 3D 打印过程中最重要的部分。这不仅仅是所有权的问题。假冒产品可能会带来真正的问题，尤其是在汽车行业。

当我们生产刹车卡钳时，如果其他人拿到了 STL 文件并生产了假冒产品怎么办？在这里，它成为性能和安全性的问题。产品可能会失败，人们仍然会在不知不觉中购买它，因为它看起来很相似。

您能分享任何客户的成功案例吗？

我们目前正在与曼彻斯特的一个组织合作开发世界上第一个 3D 打印的电动卡丁车。我们希望在大约六个月的时间内揭开这一面纱。

我们还与肯特郡的赛车队合作开发杜卡迪摆臂。我们对此反应热烈，截至目前已收到 250 个订单。

您如何看待未来 5 年增材制造的格局变化？

在技​​能方面，在我看来，创新就是人和技术。如果没有人们采用先进技术，就没有必要推动先进技术。目前，该行业缺乏增材制造技能的设计。在英国尤其如此。

在这方面正在进行大量工作。例如，在英国，我们有谢菲尔德大学的 AMRC 和制造技术中心 (MTC)，两者都提供培训技能。在 Carbon Performance，我们亲自为高中生提供 STEM 培训，作为我们企业社会责任的一部分。我们为他们提供 DfAM、衍生式设计和优化方面的培训。

我们已经看到想要学习这些技能的人数在高速增长，尤其是对于消费者应用程序。

您是否预见到任何挑战？

老实说，有很多挑战。知识产权保护问题可能是最具挑战性的。

二是执行严格的制造规则和标准化。例如，您无法在市场上的不同机器上强制执行相同的工艺参数。

第三是合适材料的可用性。虽然我们确实有铝和钛粉末，但这些粉末的特性仍然存在很多不一致之处，这在尝试设计精确零件时是一个问题。

最后是音量问题。制造业通常在高价值的系列生产环境中运作。但在赛车运动和 AM 中，我们采用小批量/高价值的生产模式。

我想再给它 20 年时间让 AM 真正发展成大批量/低价值的制造模式。

2019 年的碳性能表现如何？

2019 年，我们的组件将实际安装在路上行驶的汽车中，受到消费者的信赖。

当我与在汽车行业工作了 40-50 年的消费者和客户交谈时，他们仍然怀疑 3D 打印可以生产金属零件，即使我向他们展示了我们的组件。对打印金属的 3D 打印有疑虑。

这可能是因为行业中新技术的平均采用时间需要四到六年，而且成本高达数百万英镑。

因此，我们试图通过展示我们可以开发智能组件和应用程序来打破汽车组件是这些坚硬的固定组件的刻板印象。最重要的是，我们正在创建一个由智能互联组件组成的生态系统。

例如，我们在我们的组件中嵌入了二维码，让您可以查看汽车的规格。我们还致力于赛车运动的生命传感器，因此您可以查看产品本身的实时数据和压力。

最后，我们计划在 3 月份进入北美市场，有 50 个申请正在筹备中。

最后，您提到需要四到十年的时间使一个行业采用新技术。 AM 在性能赛车中的采用率如何？

老实说，它还在不断发展。当然，迈凯轮以在比赛期间在赛道旁安装 AM 机器而闻名，但这只是为了装配目的，他们这样做是为了装配测试。

但现实是，虽然一级方程式有很多创新，但材料和工艺的不一致仍然很难克服。我会再给它 5 年的时间让性能赛车完全采用 AM 作为制造方法。

要了解有关碳性能的更多信息，请访问： www.carbonperformanceltd.com <我>。