保时捷成功完成911 GT2 RS 3D打印活塞耐久性测试

据了解，保时捷涉足3D打印方面已有一段时间。这家汽车制造商表示，自上世纪90年代以来，他们就一直在使用3D打印技术进行快速原型制作和零部件开发，目前对外销售的约有20个塑料、钢材和合金打印的传统汽车Porsche Classic生产零部件。最近，911和718赛车运动车型的桶式座椅开始接受订单，客户可以指定3D打印的坐垫和靠背表面的硬度、颜色和形状。然而活塞可能是3D打印技术在汽车领域最具雄心的应用。

这个过程开始于利用3D打印优势重新设计活塞。保时捷通过使用计算机模拟和人工智能优化了活塞的支撑形状和底层拓扑结构、去除了不必要的材料并添加了必要的材料。其结果就是该汽车制造商所称的利用有机结构形状的“仿生”设计。部分3D打印优化包括最小化支持材料，而不再需要加工来进行去除。

保时捷还能将一个冷却管道整合到活塞的结构并单独对特殊的双喷射油喷嘴进行设计制造。这家汽车制造商称，要想在机械加工或铸造中实现这些加法制造技术是不可能的，至少是极其困难的。而随着设计的分类和在大量的模拟测试，真正打印部件的时刻已经到来。

据了解，保时捷的活塞是在一台高精度的Trumpf TruPrint 3000激光3D打印机上制造，该打印机通过强大、准确的激光焊接精细金属粉末，一次只能打印出0.02到0.1毫米的一层。所用材料则是一种名为M174+的专有铝合金，由其合作伙伴和零部件制造商Mahle开发和提供。每个活塞由约1200层熔融合金组成，打印大概要花费12个小时。幸运的是，它们能够进行批量打印。

保时捷及其合作伙伴要求最终产品的属性能跟铸型材料生产的活塞相媲美，但与此同时还要确保跟蔡司展开紧密合作以此来用光学显微镜检查、电镜扫描、X光显微镜和3D扫描对材料展开测试和测量。此外，打印活塞还被拆解并分析。

在实验室里，六个活塞被装进了一台911 GT2 RS的3.8L双涡轮增压平六缸发动机中并由此开始了耐久性测试。评估内容包括24小时的模拟高速驾驶、以250公里/小时的平均速度驾驶、超6000公里的赛道驾驶等。保时捷甚至还模拟了加油过程的停车。接下来，工程师们在满载的情况下让活塞运转135小时，在不同速度的拖拉载荷下运转25小时。200小时后，测试成功，6个活塞全部通过。

据了解，这种3D打印的铝活塞比GT2 RS通常使用的锻造活塞轻10%，并且得益于新管道的加入，活塞环区域的温度降低了20多度。这意味着引擎可以提高转速并释放额外的动力。

目前，3D打印的GT2 RS活塞仍处于早期开发阶段，且还没有确定的具体生产计划。然而，保时捷清楚的是，这项技术已经在这里，并且有了一个路线图让更多的3D打印部件进入到特殊的系列汽车并最终实现大规模生产。此外，随着研究将铜作为3D打印材料，这项技术甚至还有望在电动汽车制造中找到有趣的新应用。

“我确信增材制造最迟在10年内将成为汽车研发和生产的一个重要组成部分，”Ickinger说道。

实际上，保时捷并不是唯一一家开发增材制造部件的汽车制造商。宝马也投资了金属3D打印，并在其Mini Yours项目中试验了3D打印定制部件。与此同时，法国超级跑车制造商布加迪也曾展示了依靠3D打印技术制造的钛制制动钳。