使用 3D 打印制造用于赛车的耐热最终用途零件和备件

Help3D 的创始人 Andrea Pirazzini 使用 Formlabs 3D 打印机为他在第 12 届 Pollici 意大利杯锦标赛上骑的坑式自行车制作了进气歧管。

当他的团队调整摩托车时，他们尽可能地尝试提出线性功率输出。 Pirazzini 对可能的歧管绞拧设计使用流体动力学分析来限制马力，而不必应用可能产生局部压降的减压法兰。

Pirazzini 转向 3D 打印，因为这让他能够以低成本打印同一零件的多个版本，第二天测试设计，并在赛道上占据优势。 Pirazzini 的队友 Elia Marescutti 骑着一辆带有 3D 打印歧管的自行车赢得了 2021 年的冠军。继续阅读以了解 Pirazzini 如何开发该项目。

2021 年 S1 Over 锦标赛冠军 Elia Marescutti 的摩托车使用了印在 Form 3 上的定制歧管。

逆向工程流形以优化性能

Pirazzini 从 2012 年开始骑摩托车。从一开始，他就一直使用 3D 打印为他的自行车制作小部件，例如秒表的支架。在得知 Rigid 10K Resin 的推出之前，他一直犹豫是否要开发更多功能性和耐热性的产品。

在详细咨询了规格后，Pirazzini 认为 3D 打印进气歧管（传统上由铝加工而成的零件）将是一个有趣的项目。过去他曾尝试使用FDM技术，但结果并不如他所愿，因为漏气导致化油器和发动机输出失真。

维修站自行车引擎扫描。

为了开发该项目，Pirazzini 使用 3D 扫描和 Autodesk Fusion 360 软件对设计进行逆向工程。四冲程发动机（两气门）发动机及其框架和化油器的扫描帮助他正确确定了歧管的尺寸，然后将其定位，以便化油器不会撞到框架或排气系统。 Pirazzini 还设计了进气喇叭和进气管。通过使用 CAD，可以将头部入口的直径与化油器对齐，避免台阶和任何压降或湍流。

逆向工程、修复和计量的 3D 扫描

3D 扫描和打印工作流程可应用于复制和修复、逆向工程、计量学等。下载我们的白皮书或观看我们的网络研讨会，了解如何开始使用这些技术来完善您自己的设计工作流程。

印有 Form 3 的不同版本的进气歧管。

万一必须剥离歧管以限制最大功率输出，Pirazzini 创建了歧管的 3D 模型，其尺寸可在不失去线性度的情况下限制输送的功率。然后，他在测试台的帮助下进行了试运行，这使得为他检查的每种类型的发动机找到合适的歧管成为可能。

结果是在更高的发动机转速下延长了输送曲线，而没有经典的马力损失。从本质上讲，与标准机加工歧管相比，该发动机具有更大的马力（约 1 马力，几乎增加了 10%），同时保持在锦标赛规则规定的限制范围内。

使用刚性 10K 树脂打印耐热物体

新的歧管设计是通过 Form 3 使用 Rigid 10K 树脂以 100 微米的层高打印的，从而形成没有可见层线的光滑表面。至于饰面，Pirazzini 使用经典的水性砂纸打磨表面。与必须进行外部和内部处理才能防水的 FDM 歧管不同，SLA 打印可创建坚固且防水的部件。

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打印时间取决于歧管的厚度和尺寸，但通常在两小时到两小时四十五分钟之间变化。每个零件的价格在 10 到 12 欧元之间。 Pirazzini 可以在一夜之间打印多达七种不同类型的流形，然后他可以在第二天进行测试。

安德里亚·皮拉齐尼，Help3D 的创始人

“在 3D 打印领域，PreForm 是我用过的最简单、整体性能最好的程序。”

两个版本的进气歧管准备使用 PreForm 进行打印。

在 PreForm 中，用户可以手动定位对象或使用自动定位。 Pirazzini 发现后者非常有用，因为它倾向于最大限度地减少可以根据用户需要添加或删除的支持的创建。如果打印作业的关键区域缺少支撑，软件会通知用户。

安德里亚·皮拉齐尼，Help3D 的创始人

“Form 3 的一个非常好的地方是，与打印件接触的支撑物的尺寸非常小，留下的残留物非常少。”

结果

Pirazzini 用 Form 3 打印的歧管完美地经受住了高温和低温，并且仍然安装在他的维修站自行车上。由于使用了热成像相机，Pirazzini 发现 Rigid 10K Resin 还提供了明显更好的热性能：与经典铝制歧管相比，带有散热片的 3D 打印歧管记录的温度低 40-50 摄氏度。此外，在大约 33 度的室外温度下进行了大约 20-25 分钟的比赛后，可以触摸歧管而不会被烫伤，因为它实际上很冷。

即将开展的项目

进气歧管只是使用 Rigid 10K 树脂的项目之一。事实上，Pirazzini 预计这种材料也适用于制造二冲程发动机的簧片阀组、挺杆盖、气缸盖联轴器的异径法兰以及任何其他需要耐空气的部件。