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代爾夫特理工大學(xué)智囊團(tuán)的超回路列車概念

3D打印機(jī)制造商voxeljet支持Hyperloop項(xiàng)目,提供3D打印PMMA鑄造模具,用于鋁件的熔模鑄造。?如有遠(yuǎn)見(jiàn)的 Elon Musk設(shè)想,超回路列車將成為未來(lái)的交通工具。預(yù)計(jì)它會(huì)像飛機(jī)一樣快,像高鐵一樣舒適。他對(duì)未來(lái)交通系統(tǒng)的設(shè)想是:吊艙可以以每小時(shí)1,225公里的速度穿過(guò)軌道

特斯拉創(chuàng)始人Musk組織了一場(chǎng)全球競(jìng)賽,邀請(qǐng)了各高校和自由職業(yè)工程團(tuán)隊(duì)為這個(gè)研發(fā)項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)。未來(lái)項(xiàng)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(jī)和按需零件服務(wù)的領(lǐng)先供應(yīng)商,維捷為來(lái)自代爾夫特理工大學(xué)的團(tuán)隊(duì)提供了PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)模型,用于運(yùn)輸艙的鑄造部件。

此前,荷蘭隊(duì)?wèi){借自己的創(chuàng)意在首輪比賽中戰(zhàn)勝了100多支隊(duì)伍,獲得了第二名。他們只承認(rèn)輸給了美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)。來(lái)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(gè)最好的團(tuán)隊(duì)被允許重建他們?cè)O(shè)計(jì)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(guó)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(jī)非常適合各種工業(yè)應(yīng)用,在經(jīng)濟(jì)上使生產(chǎn)單個(gè)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(gè)鑄造模型在單次打印操作中完成,持續(xù)時(shí)間不到24小時(shí)。這些組件的高細(xì)節(jié)度是通過(guò)600 dpi的打印分辨率實(shí)現(xiàn)的,加上只有150微米的層厚。

快速經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(jìn)行鑄造。最后,鋁經(jīng)過(guò)T6熱處理,提高了強(qiáng)度,便于進(jìn)一步加工。維捷客戶服務(wù)部的項(xiàng)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(shí)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(méi)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(jì)成了一個(gè)空氣動(dòng)力外形的原因。從插圖中可以看出,吊艙像一顆水滴,因?yàn)檫@是最小化阻力的最佳形狀。然而,這也帶來(lái)了另一個(gè)挑戰(zhàn):懸架必須通過(guò)空氣動(dòng)力學(xué)連接于這個(gè)有機(jī)形態(tài),因?yàn)閹缀醪豢赡苣コ鲆粋€(gè)彎曲或雙曲的表面。代爾夫特團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用具有廣泛設(shè)計(jì)選擇的鑄造方法解決了這個(gè)問(wèn)題。

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