如有远见的 Elon Musk设想,超回路列车将成为未来的交通工具。预计它会像飞机一样快,像高铁一样舒适。他对未来交通系统的设想是:吊舱可以以每小时1,225公里的速度穿过轨道。

特斯拉创始人Musk组织了一场全球竞赛,邀请了各高校和自由职业工程团队为这个研发项目竞争。未来项目中,维捷协助了原型制造商兼代尔夫特理工大学的合作伙伴RP2。作为大幅面3D打印机和按需零件服务的领先供应商,维捷为来自代尔夫特理工大学的团队提供了PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)模型,用于运输舱的铸造部件。

此前,荷兰队凭借自己的创意在首轮比赛中战胜了100多支队伍,获得了第二名。他们只承认输给了美国麻省理工学院(MIT)。来自威斯康辛、弗吉尼亚和加利福尼亚大学的参赛者并列第三。在比赛的第二阶段,这三个最好的团队被允许重建他们设计的超回路列车胶囊,精确到1:2的比例模型。

RP2

维捷提供精密的PMMA铸造模具

代尔夫特团队寻找了合作伙伴,利用熔模铸造工艺来为吊舱悬挂系统生产形状复杂的铝制部件。代尔夫特团队选择了原型制造商RP2,该公司多年来一直与代尔夫特理工大学在各种项目上进行合作。RP2引进了3D打印机专家维捷以提供支持。

用于铸造工艺的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)模型是在位于德国弗里德贝格的维捷服务中心的VX1000系统上打印的。通用3D打印机非常适合各种工业应用,在经济上使生产单个零件到小批量的所有产品成为可能。其构建体积为300升(1000 x 600 x 500立方毫米),所需的25个铸造模型在单次打印操作中完成,持续时间不到24小时。这些组件的高细节度是通过600 dpi的打印分辨率实现的,加上只有150微米的层厚。

最佳的材料选择使灰分含量降至最低

这25个不同的部件被送到RP2进行铸造。制造商采用了真空铸造工艺。

PMMA材料很好的满足了我们的要求,因为它燃烧时的灰分含量非常低。它不会在燃尽后膨胀,因此在陶瓷外壳没有形成裂纹的风险。这种材料还拥有出色的铸造质量。

Mike de Winter, 的首席执行官RP2

快速经济地生产复杂的熔模铸件

打印的模型被安装在蜡树上进行铸造。蜡树被嵌入陶瓷,然后被放入烤箱硬化。一旦蜡和PMMA铸模烧尽,就可以用铝进行铸造。最后,铝经过T6热处理,提高了强度,便于进一步加工。维捷客户服务部的项目经理Florian Rauscher解释道:“尽管产量很小,但多亏了3D打印技术,使我们能够在较短时间内高效地生产出复杂的熔模铸件。”

代尔夫特超回路列车依靠空气动力学

结果显而易见:代尔夫特超回路列车的吊舱安全、快速、可靠、高效。这款1:2比例模型的时速可超过400公里/小时,并且可以同时运送乘客和行李。吊舱重量只有149公斤,结构轻巧。

虽然轨道内几乎没有空气压力,但由于吊舱接近音速的高速行驶,残余阻力仍然存在。这也是代尔夫特超回路列车的吊舱被设计成了一个空气动力外形的原因。从插图中可以看出,吊舱像一颗水滴,因为这是最小化阻力的最佳形状。然而,这也带来了另一个挑战:悬架必须通过空气动力学连接于这个有机形态,因为几乎不可能磨出一个弯曲或双曲的表面。代尔夫特团队通过使用具有广泛设计选择的铸造方法解决了这个问题。

吊舱以接近音速的速度穿过轨道

关于未来交通工具的一个简要说明:该计划是在钢筋混凝土塔上建造两个平行的轨道,其中可容纳载有20至30名乘客的吊舱在部分真空中移动。为了达到高速,吊舱将在气垫上移动。这将需要轨道内的压力保持在100帕(斯卡)左右,即正常压力的千分之一。 Elon Musk最初的想法是在“气垫”上移动。经过广泛的评估,代尔夫特超回路列车团队选择了基于磁悬浮的“漂浮”。原因是管壁和吊舱之间有一个更大的间隙。与此同时,几乎所有其他参赛队伍都决定使用磁悬浮技术。

因此,这种运输系统只需要消耗传统运输方式的一小部分能源。这种极低的阻力意味着几乎不需要驱动力来加速磁力驱动的车辆,这将大大降低基础设施建设和维护的成本。超回路列车是一项可以在几乎不影响环境的情况下实现高速运行的技术。

代尔夫特超回路列车团队:精英中的精英

代尔夫特超回路列车团队由来自代尔夫特理工大学各院系的30名成员组成,他们是从近200名申请者中选出的最佳候选人。这个团队参加了2013年Elon Musk组织的“SpaceX超回路列车吊舱大赛”,因为当时他不想独自完成超回路列车项目。荷兰团队基于独特的设计和悬挂机制,打造了一款安全、快速和高性价比的车型。运输舱的半比例模型于2017年1月通过加州的SpaceX测试轨道运行。

帮助打造超回路列车的未来

RP²公司从维捷3D打印服务中心购买熔模铸造模具已有几年了。维捷再次成为帮助超回路列车项目的必要熔模铸造模具供应商的首选。

这肯定不是一个常规的项目。我们很高兴能参与到这一交通概念中来,这将使我们从慕尼黑到柏林仅需30分钟,而这仅仅是几年之后的事。

Florian Rauscher, 的客户服务项目经理维捷

尽管代尔夫特团队在第一轮超回路势均力敌的比赛中惜败给了获胜者,但2017年1月,他们还有机会在加州的测试路线上用他们的超回路吊舱证明自己。荷兰队以总分最高的成绩赢得了第二轮测试。除此之外,他们的吊舱还赢得了设计和建造奖。

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