长沙理工大学的FNX-17华曙高科定制版赛车，运用3D打印技术以实现赛车轻量化和优质化

| 3DScienceValley · 2018/01/10

相较于去年的FNX-16，长沙理工大学汽机学院CRT赛车队的FNX-17延续往年成熟经验，运用3D打印技术以实现赛车轻量化和优质化。其方向盘、立柱、进气总成、摇臂等41个关键零部件均采用华曙高科先进的3D打印技术，其中60%采用了金属3D打印技术。赛车各零部件严丝合缝，车身设计、结构、轻量化等性能更优异，整备质量仅为225KG，加装限流阀后最高时速可达140Km/h。

FNX系列赛车，名字源自于“Phoenix”一词,象征着凤凰涅槃之意，同时也体现出CRT 车队不断创新、不断进取的精神。赛车继承了车队设计理念的精华，进行了大量的创新，并运用了湖南华曙高科技有限责任公司多项3D打印设计和制造技术。

从设计到最后完工，他们用了一整年。在FNX-17的设计制造过程中，运用了大量的虚拟仿真分析和优化计算方法，实现了整车轻量化、可靠性提升和整车性能优化。如通过轮毂轮辐一体化设计，3D打印轮毂，使车轮共减重2kg。更多采用相同规格的耳片或安装接头，提高了零部件通用性，缩短设计及制造周期。

轮辐轮毂一体化的结构能使汽车更好地实现轻量化，若使用传统减材制造方式，材料去除率高达到93%，浪费严重，而金属3D打印技术能使此类异型零件一体成型，在曲面型零件制造中具有绝对的优势。

同时赛车的其他性能上也进行了优化，如三球销外壳的联轴器结构设计提高了系统可维护性，采用干式润滑系统提高了赛车高速转弯时的发动机润滑性能，采用电子水泵精确控制发动机水温区间提高了车辆可靠性，运用电动气动换挡以实现了起步控制和自动升档，缩短了换挡时间，采用电子节气门提高了油门响应速度和精度等等。

长沙理工大学与湖南华曙高科技有限责任公司自2013年开始合作，连续四年将3D打印技术应用于大学生方程式赛车。FNX-17华曙高科定制版赛车，则是今年车队与其共同研制的一款赛车，并将作为华曙高科3D打印技术在汽车行业的应用示范。

赛车上数十个形状和结构复杂、传统工艺加工困难的零部件，CRT车队开展了3D打印设计和制造。如排气系统二合一接口、进气系统稳压腔和进气歧管、悬架系统立柱、转向系统支撑结构及方向盘、大部分的空气动力学套件等。3D打印赛车零部件经过华曙高科工程师和长沙理工CRT赛车队合作优化设计，兼顾了轻量化和强度的双重要求，对赛车燃油经济性和安全性等性能的提升具有重要意义。

采用金属3D打印的排气第二歧管包括其二合一接头部分，一方面避免了传统焊接工艺带来的密封性不佳等问题，使歧管内壁更加光滑气流通过更加顺畅，后期焊接难度也大大降低;另一方面不受实际加工水平限制，歧管形状可完全根据仿真分析优化后的数据制造，使设计意图得到最佳体现。

赛车上有41个零件是采用的3D打印技术，未来将有更多的汽车零部件可以采用3D打印技术。3D打印不仅是制造技术，更为设计师的设计开拓了一片崭新天地。以赛车发动机进气系统为例，新的3D打印赛车进气系统进行了一系列仿真优化，在保证一定进气系统流动均匀性的基础上，提高了发动机的充气系数，基于3D打印技术制作的进气歧管可以使设计者发挥出进气系统的最大潜力，而不需受制于传统加工工艺。