據外媒報道，由德國大眾汽車集團旗下豪華汽車品牌布加迪（Bugatti）的工程師領導開發的新技術，可以使超輕型組件的強度與鋼筋混凝土柱一樣。此種新3D打印推桿（底盤承壓拉桿）僅重100克，最大可承受3.5噸壓力。其中空鈦合金結構帶有內部支撐拱形，具有令人難以置信的強度，是布加迪近期推出的幾種Bolide（專用軌道超級跑車） 3D打印零件中，又一個AM（大氣壓量）突破。
新項目由布加迪新興技術部博士生Henrik Hoppe領導。自2017年以來，Hoppe一直致力于開發創新型金屬材料和制造工藝，且其碩士論文就與3D打印鈦合金制動鉗的計算方法有關。該制動鉗比經過高度優化重量的Chiron2量產部件輕43％，但堅固性一樣。Hoppe稱：“通過選擇性激光熔化，即通常所說的3D打印，可以生產出由內部硬化的新型中空超復雜組件。這些組件非常輕巧，但卻非常結實牢固。我們會將其越來越多地應用于超級跑車的零部件中。”
在博士學位論文中，Hoppe再次取得突破。由于從概念到交付的整個制造過程需要花費大量時間和金錢，因此Hoppe率先采用了新系統。Hoppe使用該系統確認用于汽車制造的功能性3D打印金屬部件的商業和技術潛力。此外，還可以通過針對特定零件的應用來增強這種潛力。以前，此類型的組件主要用于航空航天領域。
骨狀結構
布加迪通常使用3D打印技術來增強具有復雜結構的組件，并采用仿生學原理，使印刷出的部件具有骨狀結構：薄壁、空心、且具有精細分支。因此組件盡管重量輕，但仍具有出色的剛度，且壁厚僅為0.4毫米。Henrik Hoppe稱：“我們將繼續減輕汽車的重量，同時在每個可能的領域增加其創新功能。”從構思到生產再到車輛安裝，Hoppe都設計和精心計劃了每個步驟，并執行了所有計算，以及評估組件量產的商業可行性。他補充說：“盡管布加迪在材料、制造工藝和組件方面的質量標準要求極高，但也必須具有商業可行性。”
布加迪是汽車金屬3D打印領域的技術領導者。從Chiron量產以來，這款超級跑車就配備了業界首批批量生產金屬3D打印功能組件：位于變速箱油箱旁的小型帶水高壓泵控制臺。2018年，布加迪推出全球最大的3D打印鈦零件，即鈦制制動鉗。隨后又推出全球最大的混合動力功能組件，該組件由3D打印的鈦和盤繞碳制成。布加迪新興技術負責人Frank G?tzke表示：“這些組件非常輕便且堅固耐用，因此絕對適合量產車輛。”
目前，布加迪Bolide作為技術載體已開始使用新材料和制造工藝，并于2020年10月下旬舉行了全球首發儀式。G?tzke表示：“作為賽車形式的實驗車輛，Bolide并非用于展示，而是凸顯布加迪完整技術的不二之選。發燒友們將來還會在其他車輛中看到這些尖端技術。”
像在賽車運動中通常使用的渦輪風扇一樣，布加迪也找到了在超輕量鎂鍛造車輪上安裝徑向壓縮機的方法。其外觀類似于輪輞，但是具有多種功能：它們可通過制動器將空氣從輪罩中泵出并將暖空氣吸入到外部。這樣，渦輪風扇在冷卻制動器的同時降低升力。與熟知的單材料解決方案相反，Bolide組件具有混合結構，它由一個3D打印的鈦制中央碗（厚度為0.48毫米）和一個0.7毫米厚的碳板組成，該碳板帶有碳制小內葉片。中央鈦碗還有一個寬度為0.48毫米的橫條，進一步提高其剛度，但重量僅為100克。加上后輪上的單個18?英寸渦輪風扇（前部為17?英寸），總重不到400克。由于不可能獲得特定抗屈曲性和抗彎剛度，因此這在單材料解決方案中不可能實現。
重量僅為325克卻可承受壓力1.8噸
高度復雜的3D打印組件也可用于隱蔽處。布加迪將鈦合金印在前翼子板的安裝支架上，前翼子板可以安裝在三個不同的高度。安裝支架，內部空心且壁厚為0.7毫米，重量僅為600克，但卻可以承受800公斤的氣動壓力。通過Bolide的中央碳鰭片，后翼子板的下壓力可以在320 km/h的速度下達到1.8噸，并被引入上部結構矩陣，該結構矩陣構成高強度不銹鋼后框架上端。在該中央散熱片內部，有一個層壓和印刷的鈦制零件，用于將散熱片連接到機翼，并通過連接桿調節角度。剛性非常之大，但重量僅為325克。工程師還使用鈦合金來印刷用于安裝轉向柱的支架，該支架具有集成的儀表板支撐、直通式轉向柱的支撐環以及車輛內部的兩個通風孔。所有組件均為輕型空心結構，壁厚均勻為0.5毫米。
Bolide的車輪控制基于前后軸上的雙叉骨運動學（double-wishbone kinematics）。在后軸上，彈簧阻尼器元件具有垂直配置，而在前軸上，它們與行進方向成直角水平布置。彈簧由鈦制成，減震器具有調節機構和儲液器，該儲液器內部集成在前軸減震器上。對于前軸上的水平彈簧減振器元件，垂直接觸力是通過連桿傳遞，該連桿直接位于下叉臂上的旋轉軸承旁邊。控制搖桿的支架壁厚僅為0.4毫米，且每個支架的重量僅為95克，每個搖桿的重量都不到195克。由于空氣完全流過Bolide的前軸，因此其運動學組件（包括3D打印的鈦合金組件和高強度不銹鋼叉臂）都非常輕巧且堅固，并在空氣動力學方面得到了優化。不僅如此，Bolide的所有其他3D打印元素的拉伸強度均為1,250 N/mm2。G?tzke解釋說：“通過內部開發的特殊熱處理工藝，拉伸強度大大提高，同時斷裂應變至少達到19％。”
推桿100克
開發人員對于Bolide的推桿感到特別自豪。Hoppe表示：“他們將力傳遞到搖臂，根據驅動方式，其最大可承受壓力可達3.5噸。然而，由于采用多種創新技術，其重量僅100克。”此外，布加迪的開發人員還首次改變了薄壁空心桿的壁厚。空心桿壁朝中心變厚，然后再次變薄，這意味著它們可以最佳地適應局部應力。與人體骨骼相似，該組件具有內部結構。該特殊結構最近也已注冊專利。
與已批量生產、眾所周知、經過重量優化的鈦排氣管裝飾蓋相比，布加迪的由3D打印的鈦和陶瓷制成的混合部件重量減輕了約一半。組件長度超280毫米，但壁厚卻始終只有0.5毫米，因此重量不到750克。由于陶瓷材料的導熱系數遠低于鈦合金，因此布加迪引入了特殊的陶瓷元素，并內置在鈦合金外殼中，并使蓋板相對于碳外皮居中，因此即使排氣溫度超高，外皮也不會損壞。該隔熱罩還由內置的文丘里噴嘴支撐：當熱廢氣進入尾管裝飾蓋時，新鮮空氣被吸入，從而在熱廢氣流周圍形成冷空氣套。
數月前，隨著Bolide（專用軌道的超級跑車）的推出，布加迪提出了非凡技術概念。這款標志性的8.0升W16發動機功率高達1,850PS?，可為僅重1,240公斤的汽車提供動力。這意味著該車輛具備令人難以置信的0.67 kg/PS的重量/功率比、超過500 km/h的最高時速、完美操控性和最大靈活性。FrankG?tzke總結道：“眾多技術亮點使Bolide如此與眾不同，但這些技術也可以應用到量產車，這正是我們繼續開發和努力的方向。110多年來，布加迪在一直因其獨特創新令人印象深刻，未來，也將會繼續努力。”