納瓦拉大學(University of Navarra)的研究生就業(yè)率在西班牙首屈一指，成為了高標準教育的典范，獲得好成績的原因之一是該校一直以來都鼓勵學生盡可能多地參與實際項目。例如，納瓦拉大學Tecnun工程學院的學生會參加一年一度的大學生方程式賽車(Formula Student)工程大賽。

學生們利用從課程中學習的工程技能，與其他大學的團隊比賽設(shè)計并制造一輛方程式賽車。在最近的一場比賽中，Tecnun的主要任務(wù)是利用3D打印技術(shù)來提高汽車性能。團隊很快就得出了結(jié)論：進氣歧管的設(shè)計是決定成敗與否的關(guān)鍵因素，也是可以通過3D打印技術(shù)來改進的地方。但是，Tecnun賽車技術(shù)總監(jiān)Javier Aperribay表示，制造進氣歧管可不簡單。

“進氣歧管的設(shè)計非常復雜，它包含好幾個關(guān)鍵組件，這些組件對四個進氣歧管的空氣分布至關(guān)重要”

復雜進氣口設(shè)計的3D CAD渲染，包含多個單獨的組件

打破傳統(tǒng)制造方法的限制

團隊選擇使用碳纖維復合材料制造進氣歧管，以減輕重量并降低油耗。通常，制造這樣的部件需要一個模具來鋪疊復合材料，然后才能制造出最終零件。CNC加工生產(chǎn)鋁制模具可以是一個選擇，但這種工藝通常靈活性低且成本高昂。后續(xù)的任何修改都會拖慢項目進度并增加額外成本。

采用傳統(tǒng)方式生產(chǎn)鋁制模具需要兩個月的時間，因為時間緊迫，也無法對模具進行任何迭代，團隊意識到，這將會限制他們設(shè)計進氣歧管。

化繁為簡

為支持這所大學，當?shù)豐tratasys經(jīng)銷商Pixel Sistemas贊助了該團隊，為學生們制作了FDM可溶解消失模具。

他們使用Stratasys Fortus 450mc 3D打印機搭配ST-130可溶解消失模具材料進行3D打印，然后在外部包覆碳纖維復合材料，從而制造出進氣歧管的模具。固化后，洗掉內(nèi)部的可溶解消失芯，便可以留下最終的復合材料零件——這是制造復雜形狀的理想工藝。

“在進氣歧管的生產(chǎn)過程中使用Stratasys FDM可溶解消失模具，讓我們能夠使用碳纖維材料來取代笨重、低效的材料，與鋁制模具相比，ST-130材料可溶解特性非常出色，能實現(xiàn)更復雜的進氣歧管形狀。進氣歧管的第一個模具在5小時內(nèi)就通過3D打印完成制作，而傳統(tǒng)鋁制模具需要三周才能交貨?！?

                                                                                                                                                                                                                      ——Javier Aperribay

                                                                                                                                                                                                                     Tecnun賽車技術(shù)總監(jiān)

該團隊還指出，在固化過程中，這種材料能夠經(jīng)受121°C的高溫，在某些溫度下，其承受的壓強能高達620kPa。

加快生產(chǎn)速度，延長優(yōu)化時間

該團隊利用在生產(chǎn)過程中節(jié)省的時間來改進設(shè)計，最終的碳纖維進氣歧管比使用傳統(tǒng)方法制造的歧管輕60%。為了檢驗這一成果，Tecnun團隊參加了兩場國際大學生方程式賽車比賽，取得了好的成績。團隊也在計劃參加更多比賽，F(xiàn)DM可溶解消失模具是克服工程挑戰(zhàn)的一項利器。

制作完成的碳纖維進氣歧管表面非常光滑，增加了氣流并提升了賽車在賽道上的表現(xiàn)