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代爾夫特理工大學(xué)智囊團的超回路列車概念

3D打印機制造商voxeljet支持Hyperloop項目,提供3D打印PMMA鑄造模具,用于鋁件的熔模鑄造。?如有遠見的 Elon Musk設(shè)想,超回路列車將成為未來的交通工具。預(yù)計它會像飛機一樣快,像高鐵一樣舒適。他對未來交通系統(tǒng)的設(shè)想是:吊艙可以以每小時1,225公里的速度穿過軌道

特斯拉創(chuàng)始人Musk組織了一場全球競賽,邀請了各高校和自由職業(yè)工程團隊為這個研發(fā)項目競爭。未來項目中,維捷協(xié)助了原型制造商兼代爾夫特理工大學(xué)的合作伙伴RP2。作為大幅面3D打印機和按需零件服務(wù)的領(lǐng)先供應(yīng)商,維捷為來自代爾夫特理工大學(xué)的團隊提供了PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)模型,用于運輸艙的鑄造部件。

此前,荷蘭隊?wèi){借自己的創(chuàng)意在首輪比賽中戰(zhàn)勝了100多支隊伍,獲得了第二名。他們只承認輸給了美國麻省理工學(xué)院(MIT)。來自威斯康辛、弗吉尼亞和加利福尼亞大學(xué)的參賽者并列第三。在比賽的第二階段,這三個最好的團隊被允許重建他們設(shè)計的超回路列車膠囊,精確到1:2的比例模型。

用于鑄造工藝的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)模型是在位于德國弗里德貝格的維捷服務(wù)中心的VX1000系統(tǒng)上打印的。通用3D打印機非常適合各種工業(yè)應(yīng)用,在經(jīng)濟上使生產(chǎn)單個零件到小批量的所有產(chǎn)品成為可能。其構(gòu)建體積為300升(1000 x 600 x 500立方毫米),所需的25個鑄造模型在單次打印操作中完成,持續(xù)時間不到24小時。這些組件的高細節(jié)度是通過600 dpi的打印分辨率實現(xiàn)的,加上只有150微米的層厚。

快速經(jīng)濟地生產(chǎn)復(fù)雜的熔模鑄件

打印的模型被安裝在蠟樹上進行鑄造。蠟樹被嵌入陶瓷,然后被放入烤箱硬化。一旦蠟和PMMA鑄模燒盡,就可以用鋁進行鑄造。最后,鋁經(jīng)過T6熱處理,提高了強度,便于進一步加工。維捷客戶服務(wù)部的項目經(jīng)理Florian Rauscher解釋道:“盡管產(chǎn)量很小,但多虧了3D打印技術(shù),使我們能夠在較短時間內(nèi)高效地生產(chǎn)出復(fù)雜的熔模鑄件?!?/p>

雖然軌道內(nèi)幾乎沒有空氣壓力,但由于吊艙接近音速的高速行駛,殘余阻力仍然存在。這也是代爾夫特超回路列車的吊艙被設(shè)計成了一個空氣動力外形的原因。從插圖中可以看出,吊艙像一顆水滴,因為這是最小化阻力的最佳形狀。然而,這也帶來了另一個挑戰(zhàn):懸架必須通過空氣動力學(xué)連接于這個有機形態(tài),因為幾乎不可能磨出一個彎曲或雙曲的表面。代爾夫特團隊通過使用具有廣泛設(shè)計選擇的鑄造方法解決了這個問題。

進一步的案例研究

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