Wayland Additive 3D打印钛合金赛车排气收集器，长度缩短50%

2025年6月16日，南极熊获悉，南加州大学(USC) 的 Formula SAE 团队与英国电子束增材制造 (EBAM) 硬件原始设备制造商 (OEM) Wayland Additive合作，打印了一个赛车上应用的钛合金排气收集器。

每年，标准组织SAE International都会举办一项名为Formula SAE的竞赛，参赛者包括本科生和研究生，他们设计、制造并驾驶小型方程式赛车参加比赛。3D 打印钛合金排气收集器就是在在今年的赛事中亮相的。

在 Wayland Additive 发布的一份案例研究中， USC 赛车队的悬架负责人Samuel McCarthy 解释了为什么排气收集器是如此难以制造的部件——即使对于传统的制造工艺也是如此：“排气收集器是将每个气缸的废气汇聚成一股气流的部件，它直接影响发动机的效率和性能。通常有两个关键的设计考虑因素：性能与制造难度。最佳性能需要优化排气流汇聚管道的角度，并保持一定的初始接触面积。通过焊接等传统方法通常无法制造出具有这些优选角度的理想排气收集器，而且性能和制造难度之间总是存在权衡。通过使用增材制造，特别是 Wayland 的 NeuBeam 工艺，我们能够最大限度地减少这种权衡，并实现两全其美。”

值得注意的是，USC Racing 车队首次与 Wayland Additive 接洽是在 6 月底于洛杉矶举行的RAPID + TCT 2024 展会上。随后，双方合作远程协作，共同设计并打印最终部件。

由于 Formula SAE 的截止日期为 2025 年 5 月 14 日至 17 日，这意味着 USC Racing 和 Wayland Additive 在不到一年的时间内成功设计、测试和集成了钛排气收集器——考虑到它是一个没有任何广泛的 3D 打印记录的组件，至少在公开信息方面，这是一个特别令人印象深刻的壮举。

McCarthy 表示，最终部件的成功取决于 EBAM 的具体优势，尤其是与粉末床熔合 (PBF) 工艺相比，EBAM 工艺的部件残余应力更低。EBAM 工艺所经历的热循环和高振动环境可能会导致 [PBF] 部件断裂。此外，小钩状固定结构也难以去除氧化皮。”

最终，Wayland 生产的部件将排气收集器的长度缩短了 50%，并帮助 USC Racing 在Formula SAE 的汽车越野赛中夺得第三名。USC 赛车还完成了 2024 年大多数车队都无法完成的耐力挑战，这对 USC Racing 来说是一个关键目标。

除了这里展示的工程成就和性能里程碑之外，值得注意的是，这一项目的成功得益于数字化制造技术和增材制造加速的迭代周期。

所有这些细微的细节都必须协调一致，才能打造出一个前所未有的组件。增材制造的美妙之处在于，它能让创客们暂时放下对物理和逻辑可行性的怀疑，从而拓展他们的想象力，直到想象变成现实。它让正在从事学生项目的实习工程师能够与世界各地小型企业合作，打造超越传统大众工业的设计。