在新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，輕量化已成為提升電動車性能的重要途徑。日本東北大學(xué)（Tohoku University）材料研究所和新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造孵化中心（New Industry Creation Hatchery Center）的研究人員在這一領(lǐng)域取得了突破性進展，他們成功展示了如何通過多材料3D打印技術(shù)制造輕質(zhì)耐用的汽車零件。這項研究成果不僅發(fā)表在了《Additive Manufacturing》期刊上，而且對于汽車制造業(yè)，尤其是新能源汽車制造具有深遠的影響。
金屬3D打印技術(shù)通過逐層沉積金屬，并使用熱量將它們結(jié)合在一起來構(gòu)建物體。與傳統(tǒng)制造方法相比，3D打印的精度使其能夠制造出獨特的、高度可定制的形狀，通常不會產(chǎn)生太多的副產(chǎn)品浪費。這項技術(shù)特別適用于制造多材料結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)將不同的材料策略性地結(jié)合在一起，以實現(xiàn)部件的最佳性能。例如，鋼制汽車零件可以通過與鋁相結(jié)合而變得更輕。
然而，這項技術(shù)也面臨著一些挑戰(zhàn)。日本東北大學(xué)副教授Kenta Yamanaka解釋道：“多材料因其工藝靈活性而成為增材制造領(lǐng)域的熱門話題。然而，實際應(yīng)用中的一大挑戰(zhàn)是，對于某些金屬組合，如鋼和鋁，在異種金屬界面上會形成脆性金屬間化合物。因此，雖然材料更輕了，但也變得更脆了?！?/span>
為了解決這一問題，研究團隊使用了激光粉末床熔融（L-PBF）技術(shù)，這是一種主要的金屬3D打印技術(shù)，利用激光選擇性地熔化金屬粉末。研究人員發(fā)現(xiàn)，提高激光的掃描速度可以顯著抑制脆性金屬間化合物（如Al5Fe2和Al13Fe4）的形成。特聘助理教授Seungkyun Yim（東北大學(xué)）表示：“換句話說，你不能只是把兩種金屬放在一起，然后指望它們毫無計劃的粘在一起。我們必須首先充分了解原位合金化機制?！?。
基于這一成果，該研究團隊成功制作出世界上首個具有定制幾何形狀的全尺寸汽車多材料部件（懸架塔）。這一突破不僅展示了3D打印技術(shù)在制造輕質(zhì)耐用汽車零件方面的潛力，也為新能源汽車的輕量化提供了新的可能性。
日本東北大學(xué)的研究成果在多材料3D打印技術(shù)方面取得了顯著進展，這對于新能源汽車行業(yè)來說是一個巨大的利好消息。輕量化是提高電動車性能的關(guān)鍵，而這項技術(shù)能夠制造出既輕又耐用的汽車零件，有助于提升新能源汽車的能效和續(xù)航能力。隨著這項技術(shù)的進一步發(fā)展和應(yīng)用，我們有望看到更多創(chuàng)新的輕量化解決方案出現(xiàn)在新能源汽車制造領(lǐng)域。
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