3D 列印舉起 12 噸重的坦克 共同推動 FFF 的極限

測量材料強度的傳統方法是使用拉伸試驗機。打印一個小樣本並施加很大的力直到它折斷。斷裂時投射在零件上的力除以中心交點的表面將表示其強度。

雖然這些數字對工程師來說意義重大，但有時“眼見為實”。為了在人們的腦海中真正呈現出 3D 打印部件的堅固程度，科思創、荷蘭皇家海軍和 Ultimaker 開始了一項獨特的合作，以舉起非常重的東西。

但是什麼會起作用呢？健身房舉重？一輛摩托車？一輛車？也許是一輛大吉普車？然後荷蘭皇家海軍問道：

為什麼不是裝甲車？

創建初始設計

要使用 3D 打印部件舉起重型車輛，首先我們需要分析我們可以使用的硬件。

荷蘭皇家海軍有一個特殊的起重罐可供使用，它使用兩個可打開的鋼環連接到他們的起重機，以及連接到要起重的車輛的電纜。一個細長的 O 形連桿將能夠連接這兩個金屬環並舉起重型車輛。

將鋼環的幾何形狀導入 CAD 軟件後，Ultimaker 應用工程師 Lars de Jongh 能夠創建連桿的初始設計。Lars首先定義了設計需求：

• 鏈接需要具有平坦的一面才能穩定 3D 打印

• 鏈接需要打印層線，方向與零件上的力投射方向相同

• 印刷部件和金屬環的相互作用表面應盡可能大，以均勻分佈力

找到合適的材料

Ultimaker Marketplace 中充斥著數百種材料。它們中的每一個都具有獨特的屬性組合，這使得您的零件很可能符合設定的要求。該測試所需的材料需要非常堅固，但也需要能夠吸收短的峰值力。科思創的Addigy® F1030 CF10符合設定要求。這種基於尼龍的聚合物載有碳纖維，可以使用 Ultimaker S5 和 CC 打印核心進行打印。

使用仿真優化設計

與傳統方法相比，3D 打印 2 公斤重的實心鏈節所需時間更少。然而，驗證正確幾何形狀所需的迭代次數意味著時間仍然是一個因素。這就是為什麼在打印之前使用計算機模擬優化設計的原因。

優化的設計能夠承受更大的力，同時重量減輕了三分之一。測試結果與模擬數字之間的差異也非常接近，平均僅相差 1%。這使該工作流在上市時間和性能方面變得準確且有利可圖。

舉起兩輛車

經過幾個月的設計、印刷、測試和規劃——是時候採取行動了！兩個連桿即將舉起一輛真正的軍用重型車輛。在荷蘭南部的一個荷蘭陸軍基地，第 13 輕型犀牛旅用他們的裝甲救援車協助我們。他們的 Leopard 2“Buffalo”在前部安裝了起重機，旨在回收卡車和主戰坦克等重型車輛。

作為熱身，1 公斤重的連桿用於舉起重達 2 噸以上的軍用梅賽德斯吉普車。這根本不是問題：車輛很容易被抬起。然後，是時候做些更大的事情了。

2 公斤實心碳纖維增強尼龍連桿放置在 M113 裝甲車和布法羅起重機之間。金屬環被擰緊到位，四根電纜從下掛鉤連接到車輛。起重機開始慢慢向上移動，將電纜和 3D 打印部件置於張力之下。緊接著，這輛重達12噸的車輛緩緩升起，懸浮在地面之上，掛在一根3D打印的連桿上！布法羅四處行駛，向後，向前，轉身，但連接完美無缺。這次合作取得了非常成功的結果。