本田利用3D打印改善汽车轻量化和燃油经济性

日本汽车制造商本田希望通过智能设计和先进的制造工艺，来提升燃油经济性、减少车辆排放。近日本田研发部与软件公司Autodesk合作，重新设计并3D打印汽车发动机曲柄组件，使其更轻巧更省油。

在汽车发动机中，曲柄起着至关重要的作用，将活塞运动转换成旋转力。为了始终如一地发挥功能，曲柄必须非常坚固且耐磨损。由于这些原因，曲柄的设计多年来一直保持不变，直到现在几乎没有任何设计变更。

本田研发部的机械和流体学设计师 Hirosumi Todaka

本田研发部门的机械和流体学设计师Hirosumi Todaka解释说：“曲柄需要满足多种功能标准。其形状必须能够承受燃烧压力，并且必须保持旋转平衡，这些因素决定了曲柄的形状。在发动机开发的悠久历史中，曲柄设计已成定局。尽管如此，我们设定的挑战性目标是改进曲柄设计从而减重30％。”

本田早就知道使用增材制造和智能设计来优化汽车零部件的好处。迄今为止，该公司已使用该技术重做了一系列部件，包括安全带支架、发动机控制单元和车架，并且成功实现了轻量化。

3D打印曲柄的渲染图

为了给曲柄组件提供新的设计，本田的研发团队与Autodesk合作，结合前者对该零件的要求和后者的生成设计经验，实现融合优势。

Autodesk提出了第一批模型，使用Netfabb和Fusion 360满足了本田对曲柄的要求。像许多生成设计的模型一样，更新后的曲柄具有有机结构，与传统的曲柄非常不同，甚至超出了汽车工程师的想象。

因此，本田派出了一个团队前往英格兰的Autodesk技术中心，接受了生成性设计培训并探索3D打印的更多潜力。重要的是，在Autodesk工厂，本田汽车工程师能够评估3D打印的原型，并根据新的边界条件进一步调整曲柄设计，并开发了第二批模型。

金属3D打印曲柄原型

新的部件重量减轻了50％，与本田研发团队使用传统工艺所制造的曲柄完全不同。不过还需要进行测试以确保零件的性能与传统曲柄一样好。Autodesk现在正在使用性能测试中收集的数据，来进一步完善零件及其生成设计过程。

曲柄的设计和形状 出乎工程师们的预料

Todaka总结道：“尽管有些人对这种新设计仍然持保留态度，但已经收获了大量关注。将来我希望使用生成设计创建的创新产品将成为常态。我们有责任研究该技术的进一步应用，从而使汽车产业的设计和效率都达到全新的高度。”

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