- 行业:交通运输
- 制造工艺应用: 钣金工艺
- 挑战: 在短时间内完成一台工艺复杂且可运行的超级高铁原型列车的开发
- 解决方案:通过与 Xometry 的专业合作,代尔夫特 Hyperloop 团队利用创新制造技术、高效项目管理,在短时间内完成 3000 多个钣金件的制造,成功开发出超级高铁的原型。
代尔夫特超级高铁团队的使命是利用超回路列车(Hyperloop)概念彻底改变交通运输行业。受埃隆-马斯克(Elon Musk)宣布举办 SpaceX 的超级高铁竞赛的启发,该团队自15年九月成立以来就一直在为打造出超回路列车而努力,不断突破交通和创新的极限。
超级高铁需要超级速度和效率
人们常常把超回路列车称作第五种交通方式,因为它打破了传统的交通分类。磁悬浮动力列车几乎无滚动阻力,而超回路设计指的是在近乎真空的管道中穿行,因此空气阻力也会降至最低。当这两者相结合,速度和通行效率一定无与伦比,设计时速将达到惊人的1000公里。作为代尔夫特理工大学学生创业创新项目的一员 (D:Dream Initiatives),代尔夫特超级高铁团队目前的项目代号为DH07。该团队去年参加了欧洲的超级高铁竞赛并获得了高铁舱体设计大奖。除了参加国际赛事,团队的工作还包括日常的研发,克服设计难题并与各合作伙伴合作把各种超级高铁的设计概念变成现实。
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DH07 团队协作方案以及推动超级高铁项目创新的资源能力
DH07 团队由41名充满热情的大学生组成,他们分别在管理、可扩展性、推进、悬浮、机械和感知与控制等不同部门发挥重要作。尽管各人的技能专长不一,他们却有着同样的愿景,通力合作推动超回路列车技术发展,探索可持续发展的交通工业未来。
打造超级高铁及其组件涉及到复杂的设计和生产流程,需要团队既能交叉合作又要充分创新来克服各种挑战,满足项目要求。因此在DH07 项目组开始项目时,他们首先制定了结构化的项目日程计划,从概念化设计开始,一步一步执行完整的初步设计、详细设计、生产和上线测试各阶段。
在超级高铁及其组件的设计和组建过程中,DH07团队展示出他们超强的资源整合及适应能力,利用合作伙伴找到了种种挑战的创新解决方案。受制于紧张的项目时间和团队的专业能力,他们在项目中充分地依靠合作伙伴的资源能力。团队成员Nolen 说:“我们并没有充足的时间自主独立完成某些部件的设计,比如说算力芯片(该部件可能就需要成年累月的开发时间),因此我们必须要在有限的时间内分配资源,比如直接购买。这有时候也是一种非常有创意的方案,但我们也需要可靠的制造厂家来完成这创意。”
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超级高铁的定子 —— 源自Xometry 的精密制造能力
代尔夫特的超级高铁所设计的线性磁通开关永磁电机是一项极具突破性的创新方案,但团队却在开发该部件时面临了不小的挑战。起初,团队考虑采用传统的 CNC 加工方法来制造超级高铁的复杂轨道,轨道设计中包含了超过500个精确的轮齿以支撑高铁吊舱的加速运行。然而现实世界中这样的工艺设计将非常昂贵,无法进行大规模生产。因此团队找到了Xomentry 开展创新技术方案的探索和合作,他们充分地展示了寻求突破的决心,希望以颠覆性的工艺方案打破传统制造方法的挑战和桎梏。因此,Xometry 成为了DH07团队超级高铁项目的重要合作伙伴,并在项目的制造阶段发挥了决定性作用,成功地解决了这个50米长的复杂电机轨道(也就是“定子”)生产问题。这个定子完全由钢制成,是线性永磁电机的基本组成部分,使吊舱能够在轨道上方悬浮时迅速加速。通过与 Xometry 技术支持团队的广泛讨论,DH07团队成功设计出这个解决方案,让这个关键部件极具有性价比,未来也可以规模式生产。
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该团队采用金属精密制造工艺,切割后的薄金属片通过螺栓连接,形成一段重达 50 公斤的坚固轨道。 Xometry 为原型设计生产了 3180 块定子金属板,每块厚度为 3 毫米,并对设计进行了全面的测试和验证。成功设计并生产出这批定子金属面板证明了 Xometry 未来可以大规模生产过千米的列车长轨道。精度和质量是重中之重,这次的成功既有赖于 Xometry 的高精度加工专业技术,同时也因为 Xometry 能充分理解客户——也就是这个超级高铁项目的独特需求。在决策过程中,团队与 Xometry 的专家进行了多次头脑风暴和技术探讨,最终选择了普通建筑钢材,这种材料在强度和经济性之间达到了完美的平衡。因为超级高铁的定子在近乎真空的隔离环境中运行,其实并不需要额外的防腐蚀保护。
“我们通过Xeometry 生产了约 3200 个 钣金件,它们完全符合公差要求。作为一个学生团队,我们用到的材料其实都由合作伙伴提供, 而 Xometry 无论从成本还是质量方面来说都无可挑剔,“ Nolen 解释说。
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DH07 团队通过我们的即时报价引擎了解到 Xometry 的服务和产品,从此双方成为了超级高铁项目潜在的合作伙伴。从 Xometry 采购零件具有诸多优势,比如其引以为傲的交付质量和效率,这也是DH07团队想要的。然而,真正打动DH07团队的是 Xometry 出色的项目管理和沟通能力。因为项目要求在一年内开发出一个可全面运行的超高速原型列车,团队的资源有限且情况复杂多样,因此整个项目充满挑战。其中一个关键部件——定子,充分体现了 Xometry 的价值。尽管生产定子的工艺技术简单直接,但这些技术对于该项目来说过于昂贵。Xometry 在这样的前提下挺身而出,在几周内就完成了 50 米定子的生产。如果没有 Xetometry 的高效率和交付保证,整个项目就难以在规定时间内完成,直接影响团队能否参加 2023 年欧洲超级高铁周。
”Xometry 的项目管理和沟通水平真的太棒了……我们和 Xometry 的沟通非常顺畅,而且他们还能在规定时间内高效完成下单、生产和交付。”Nolen 说。
DH07 未来可期:超级高铁技术的继续创新和发展
代尔夫特 Hyperloop 团队对未来雄心勃勃,有多个振奋人心的项目和计划。他们的使命是继续为交通运输行业带来颠覆性的革新,DH07 列车也计划在即将到来的一年内达成数个项目里程碑:团队将专注于实现列车的完全悬浮、采用新型高效电机以及开发真空兼容的热管理系统。这些技术进步可以让超级高铁速度更快但能耗更低,进一步推动可持续交通解决方案的发展。而团队的首要任务是克服车道切换的难题。他们正在积极探索创新解决方案,以确保轨道之间的平稳过渡,从而提高超级高铁系统的效率和多功能性。DH07 还计划延长轨道长度,这样才可以展示出目前的工艺设计所能达到的最高时速——惊人的1000公里/小时。延长的轨道也可以展示他们的工程技术,并凸显超高速轨道技术的巨大潜力。另一个关键技术目标则是在轨道周围的管道内创造真空环境。通过消除空气阻力,超级高铁的速度和速率就可以继续提升,不断推动运输技术的发展。
DH07 团队还很高兴地宣布了未来的项目 DH08 也会需要钢制零件,而 Xometry 现在是该团队满足任何新需求的首选制造合作伙伴,这凸显了超级高铁项目组与 Xometry 在交通创新领域建立的牢固合作关系。
关于代尔夫特超级高铁(Hyperloop) 项目及团队: 代尔夫特 Hyperloop 项目是一个专业的交通行业开拓性项目,项目组成员由荷兰代尔夫特理工大学学生组成。该团队的愿景是彻底改变交通方式,探索超回路高铁技术创新的前沿。代尔夫特超级高铁项目已经获得了著名机构和政府的支持,致力于推动可持续交通的发展。
网站: https://www.delfthyperloop.nl/ 联系方式: tnolen@delfthyperloop.n