主動式空氣動力、功能整合與吸引人的設計 - 利用 3D 列印技術進行多目標優化

• **需要什麼？**主動式尾翼系統
• **製造過程：**使用 SLS 粉末進行選擇性雷射燒結
• **需求：**複雜組件、低摩擦係數、低重量、減少設計時間與成本
• **材料：**iglidur® i3
• **產業：**汽車工業
• **透過合作取得成功：**節省大量時間、降低成本、高度複雜的零件結構可單件生產

應用一覽：
"WING3D" OptiAMix 研究專案的概念是透過 3D 列印技術實現主動式空氣動力學的尾翼系統。其中，使用傳統方法生產的尾翼無法提供將液壓系統整合到其支架中的選項。不同材料（如鋁和摩擦優化的 iglidur® 塑料）的相互作用為該系統在調整尾翼時提供了創新的操作模式，同時提高了耐磨性。

EDAG 集團與 igus® GmbH 共同進行的 OptiAMix 研究專案旨在打造一種可調整的後擾流板，可根據汽車的駕駛動態視情況調整其位置。後擾流板的主動調整要求組件耐磨且摩擦係數低。因此需要一種堅固耐用的材料，同時在設計上為整合式液壓系統提供足夠的空間。使用傳統的製造流程，幾乎不可能實現所需的高度複雜輕量級組件，因為這些組件的規劃和製造過於耗時且成本高昂。

有了 3D 列印技術，就可以設計並列印出每個獨立的組件，使其既具有完整的功能，又具有視覺吸引力。與此同時，還可以使用多種材料，實現輕質部件的定制打印。透過使用摩擦學最佳化的 igus® 塑膠 iglidur® i3 製成的 3D 列印滑動軸承，尾翼系統在操作時的摩擦力可顯著降低，且免於維護，比起一般塑膠更勝一籌。與傳統的雷射燒結材料相比，這種高性能聚合物的耐磨性最高可提升 30 倍，是調整尾翼的最佳材料。相較於銑削或射出成型等製程，複雜的內部零件區域可利用 3D 列印技術快速輕鬆地以單件實現。

尾翼系統採用了 3D 列印滑動軸承。此製程的最大優勢在於可快速列印出高度複雜的零件，使用傳統的製造流程是無法輕易實現的。特殊的形狀和複雜的內部可以使用快速成型製造技術一次製成。這可降低成本並確保生產效率。特別是在主動式尾翼系統中，實現低摩擦調整非常重要。在科隆的 igus® GmbH，專門開發的 iglidur® i3 塑料在 3D 列印中進行加工，製造出既耐磨又低摩擦的滑動軸承。自潤滑部件也是免維護的，因此非常適合主動調整的尾翼。

我們製造了一個內建液壓系統的仿生鋁製尾翼支架。這是藉由活塞的移動，以高達 90 巴的油壓來實現，使攻角可在 6° 至 42° 之間持續調整。借助內置於支架上的電纜，感應器可確定車翼的位置或角度，從而主動適應駕駛狀況。此外，還提供煞車功能，並由支架中的整合式 LED 煞車燈加以補充。此外，3D 列印滑動軸承也用來減少摩擦。所有使用快速成型製造技術製造出來的組件都能精確地適應各自的其他組件，而無需犧牲功能或視覺美感 - 透過 3D 列印技術，形式與功能的真正互動提升至全新的設計層級。

iglidur® i3 材料專為雷射燒結而開發，其耐磨性比傳統 SLS 材料高出 30 倍。整合在塑膠中的精細潤滑劑可優化元件的滑動特性，在廣泛的應用中保證了特別高的使用壽命。有了 iglidur® i3，活性系統找到了結合外形與功能的完美高性能聚合物。由添加劑製程產生的自潤滑組件可在尾翼的軸承點進行低摩擦且免保養的調整。這可確保系統的長效使用壽命，在這一點上，其他塑膠材料是無法做到的。