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Hyperloop-“超級高鐵”具有長距離、超高速、低能耗等特點。據悉，世界首條商業運營的超級高鐵有望修建在迪拜，但并不是拉人，而是用于港口間的超高速貨物運輸。
可以說無論是倡導超級高鐵,還是制造載人龍飛船，Elon Musk都在進行著顛覆性的創新，而這些創新的嘗試中就不乏新興的制造技術，如3D打印技術。本期，3D科學谷與谷友一起來領略，3D打印熔模鑄造技術將如何使Hyperloop超級高鐵項目受益。
Hyperloop-“超級高鐵”具有長距離、超高速、低能耗等特點。世界首條商業運營的超級高鐵有望修建在迪拜，但并不是拉人，而是用于港口間的超高速貨物運輸。 可以說無論是倡導超級高鐵,還是制造載人龍飛船，Elon Musk都在進行著顛覆性的創新，而這些創新的嘗試中就不乏新興的制造技術，如3D打印技術。
本期，3D科學谷與谷友一起來領略，3D打印熔模鑄造技術將如何使Hyperloop超級高鐵項目受益。 處理復雜設計 與快速制造 在Elon Musk的設想中，Hyperloop超級高鐵將成為未來的交通工具。它將像飛機一樣快，像火車一樣舒適。這是一個極其大膽的設想：在管道內，以每小時1225公里的速度發射吊艙。
為此，SpaceX還舉辦了超級高鐵車廂設計大賽（Hyperloop Pod Race），著名的大學和工程團隊被邀請參加比賽。麻省理工學院拿走了最高獎項，來自荷蘭的Delft科技大學和Auburn大學分列二三位。
荷蘭Delft科技大學制造的1:2縮尺Hyperloop POD在比賽中證明是安全、可靠、高效的。這個模型能達到每小時400公里的速度，能夠運輸乘客和行李。并且只有149公斤的重量。
為了達到高速，Hyperloop的設計理念是全靠接近真空的管道來實現，沒有發動機的噪音。最接近發動機的東西就是管道，一條可以測量速度和位置的智能管道。車廂通過增壓將重力加速度最小化，使得乘坐的舒適感達到最佳。
雖然管內幾乎沒有氣壓，但由于吊艙的高速度接近于聲速，外形的優化還是必要的，Delft科技大學的Hyperloop POD外觀是一個氣動外形。從下圖中可以看出，吊艙類外觀似于水滴，因為這是最小化阻力的最佳形狀。3D科學谷了解到正是這一特殊形狀的設計帶來了新的挑戰：懸掛的設計。由于幾乎不可能通過銑削來完成設計里面的曲面或雙曲面的加工，Delft科技大學采用精密鑄造的方法解決了這一問題，這為他們帶來更寬泛的設計自由度。
荷蘭Delft科技大學此次參賽的合作伙伴是RP2公司，這其中頗為引人注目的是3D打印機制造商voxeljet（維捷）為RP2提供了3D打印的PMMA熔模鑄造模具用于鑄造鋁件。
圖片：熔模，來源voxeljet
圖片：鋁件，來源voxeljet
Delft科技大學設計了一個形狀十分復雜的鋁制吊艙懸掛系統，這樣的產品需要采用熔模鑄造工藝來完成。為此RP2邀請了3D打印機專家voxeljet（維捷）加入制造團隊來迎接這一挑戰。
圖片：熔模，來源voxeljet
圖片：鋁件，來源voxeljet
通過voxeljet（維捷）位于德國Friedberg服務中心的VX1000系統，工程師將這些零件的熔模鑄造模具打印出來，通過1000×600×500mm的制造空間，所有的25個熔模鑄造模具在不到24小時內一個批次打印完成。這些組件達到600dpi的打印分辨率精度，打印層厚度僅為150微米，使得組件達到了細致的工業級精度要求。VX1000適合于各種工業應用，使小批量生產變得經濟且輕松。
圖片：熔模，來源voxeljet
圖片：鋁件，來源voxeljet
隨后這25種不同的組件被送到RP2鑄造環節，制造商采用真空鑄造工藝。他們發現voxeljet（維捷）的PMMA材料帶來非常出色的燃燒結果，達到非常低的灰分含量，并且膨脹系數低，所以陶瓷殼沒有形成裂紋的風險，打印技術與材料技術的結合帶來了優秀的鑄造質量。
這些組件被安裝在鑄造工藝的蠟樹上，蠟樹被陶瓷包裹，然后放在爐子里淬火，當PMMA材料被燃燒后，熔化的鋁材料就被澆注進陶瓷空腔里。最后，工程師對鋁件進行了T6熱處理，提高了強度。在這個過程中，3D打印技術使得RP2能夠生產復雜鑄件模具，不僅經濟、高效而且還滿足了復雜零件的細節要求。
RP2公司與voxeljet （維捷）3D打印服務中心的合作要追溯到幾年前，這也是為什么RP2公司會在第一時間想到與voxeljet（維捷）合作Hyperloop的參賽項目。voxeljet（維捷）為參與這一項目感到很興奮，當意識到這些技術可以將慕尼黑到柏林的旅行時間縮短到30分鐘的時候，并且耗費很少的能源，voxeljet（維捷）認為這是一件極其有意義的事情。
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