從1886年四輪汽車誕生標(biāo)志人類汽車工業(yè)拉開了序幕，我國雖然汽車工業(yè)發(fā)展較晚，但隨著近幾十年經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，如今擁有汽車已經(jīng)不再是新鮮事，汽車本身也不再是單純的代步工具，汽車改裝也逐步盛行起來，越來越多人希望自己的座駕擁有個(gè)性化特點(diǎn)。

我國對于汽車改裝相關(guān)規(guī)定還是比較嚴(yán)格的，不過2020年實(shí)施新規(guī)中，除了一些加裝功能外設(shè)外，外觀方面車體顏色可以備案更改，同時(shí)廢止了此前輪轂樣式不能更改的規(guī)定，只要求輪轂尺寸大小、規(guī)格與登記證書保持一致。輪轂可謂汽車的“鞋子”，“鞋子”好看整臺車看上去才足夠精神，輪轂改裝成為我們?yōu)閻圮囋黾觽€(gè)性亮點(diǎn)的不二之選。今天我們來結(jié)合創(chuàng)成式設(shè)計(jì)方法，幫你完成輪轂個(gè)性化定制設(shè)計(jì)。

目前常用車型的輪轂多為鋁合金材質(zhì)，鋁合金輪轂從生產(chǎn)工藝上大致可分為鑄造和鍛造兩種。鑄造工藝技術(shù)相對簡單，成本比較低廉，造型相對常規(guī)，是量產(chǎn)輪轂的首選生產(chǎn)工藝。而鍛造輪轂，耐疲勞性、拉伸強(qiáng)度、重量等性能指標(biāo)好于鑄造輪轂，其制造工藝是通過鍛造完成基礎(chǔ)胚體生產(chǎn)再進(jìn)行機(jī)加工、切削等后續(xù)處理完成成品。個(gè)性造型自由度較高，國內(nèi)一些大型輪轂生產(chǎn)企業(yè)也接受鍛造輪轂的定制服務(wù)。雖然我們聚焦定制輪轂設(shè)計(jì)，但通過創(chuàng)成式設(shè)計(jì)方法歸納輪轂基本特征數(shù)據(jù)，生成形態(tài)樣式數(shù)字模型可以輕松涵蓋常見規(guī)格，同樣能簡化量產(chǎn)輪轂設(shè)計(jì)過程，為后續(xù)生產(chǎn)提供便利。

首先我們從常規(guī)轎車鋁合金輪轂入手，常規(guī)輪轂一般分為輪輞、輪輻和與車軸鏈接安裝盤三個(gè)主要部分。

輪轂各部分構(gòu)成

輪轂的主要參數(shù)

其中輪輞部分主要與輪胎固定，規(guī)格參數(shù)與輪胎緊密對應(yīng)。我們將輪胎尺寸，輪緣寬度代號等基本信息作為參數(shù)輸入，構(gòu)建參數(shù)化輪輞模型即可得到相應(yīng)輪輞選型數(shù)據(jù)模型隨時(shí)調(diào)用。

后續(xù)將輪轂安裝的偏距ET值作為參數(shù)輸入建立輪輻面。用戶可以根據(jù)自身車型實(shí)際偏距選擇適合輪轂胚體。

基礎(chǔ)輪輻面構(gòu)建

此步驟創(chuàng)成式設(shè)計(jì)輪輞+輪幅面輪轂胚體模型，就可以作為鍛造生產(chǎn)輪轂胚體數(shù)據(jù)，用戶輸入相應(yīng)規(guī)格，生成廠家鍛造生產(chǎn)所需胚體模型，簡化鍛造定制設(shè)計(jì)難度和用戶定制技術(shù)門檻。

鍛造輪轂胚體

胚體鍛造過程

下一步就可以在安裝面增加螺栓孔節(jié)圓直徑PCD、安裝盤直徑，中心孔直徑、螺栓規(guī)格等選項(xiàng)完善安裝盤選型部分創(chuàng)成式程序設(shè)計(jì)。

安裝規(guī)格信息輸入

接下來就是輪輻部分設(shè)計(jì)，圍繞輪輻輻條大小、形狀、個(gè)數(shù)加入控制元素可以更改基本輻條造型，添加單支輻條不同特征就能得到一些相對常規(guī)輪輻樣式。

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輪輻輻條的變化

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輪輻添加變化元素衍生出的可加工樣式

通過創(chuàng)成式設(shè)計(jì)生成的常規(guī)輻條樣式輪轂?zāi)Ｐ停梢赃\(yùn)用常規(guī)鑄造、鍛造的形式完成定制輪轂的落地生產(chǎn)。但是實(shí)際產(chǎn)品化常規(guī)輪轂設(shè)計(jì)中是有固定數(shù)據(jù)包約束，包含工藝要求，倒角、間隙、厚度、強(qiáng)度、法規(guī)等諸多限制條件來保證輪轂產(chǎn)品安全可靠性能，加上常規(guī)生產(chǎn)工藝限制。其實(shí)普通定制輪轂?zāi)軌蚵涞貥邮讲⒉欢唷５峭ㄟ^創(chuàng)成式設(shè)計(jì)更改參數(shù)得到輪輻造型相對千變?nèi)f化，想要完成一款獨(dú)一無二定制輪轂產(chǎn)品落地，我們就需要進(jìn)行更多的嘗試。

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創(chuàng)成式設(shè)計(jì)產(chǎn)生千變?nèi)f化輪輻樣式不同輪輻樣式的整體輪轂造型

在創(chuàng)成式設(shè)計(jì)產(chǎn)生的萬千變化中，我們挑選適合造型完善模型。用仿真驗(yàn)證，模擬實(shí)際使用中不同工況進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

部分工況條件設(shè)置

部分仿真驗(yàn)證結(jié)果展示

通過不同工況下仿真驗(yàn)證的結(jié)果，對創(chuàng)成式設(shè)計(jì)產(chǎn)出的不同造型方案進(jìn)行篩選。在保證不同工況條件下，強(qiáng)度滿足要求的前提下，進(jìn)一步對創(chuàng)成式生成輪轂造型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，進(jìn)行零件減重，減少用料，降低生產(chǎn)成本，提高輪轂相關(guān)性能，得到完整輪轂設(shè)計(jì)方案。

拓?fù)鋬?yōu)化后定制輪轂方案

通過創(chuàng)成式設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證篩選、拓?fù)鋬?yōu)化的定制化輪轂方案保證了外觀的多樣新穎，滿足不同工況下性能要求，還具備比常規(guī)方案更為輕量化優(yōu)點(diǎn)。但是無論傳統(tǒng)鑄造亦或是鍛造就很難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)了，我們需要借助增材制造技術(shù)，完成定制化輪轂打印生產(chǎn)步驟。

通過3d金屬打印完成定制定制輪轂實(shí)物

實(shí)用新型專利號：ZL202920214026.4

通過我們利用創(chuàng)成式設(shè)計(jì)與增材制造進(jìn)行輪轂定制所做的一些嘗試中，前期可以為定制服務(wù)商歸納常規(guī)數(shù)據(jù)特征，建立基本輪轂?zāi)Ｐ?，生成編碼規(guī)則，合作建立定制服務(wù)平臺，用戶通過定制平臺通過調(diào)整參數(shù)完成方案定制，隨后交付生產(chǎn)商，如果方案具備鑄造量產(chǎn)潛力可以通過選定參數(shù)生成數(shù)據(jù)模型，完成量產(chǎn)輪轂設(shè)計(jì)方案快速3D打印鑄造模具生產(chǎn)試模工作，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)周期。

常規(guī)鍛造定制輪轂客戶可以借助這套規(guī)則選定型號生成鍛造胚體，添加輻條樣式，快速完成個(gè)人定制方案，簡化定制流程。與此同時(shí)還能有效降低用戶與定制服務(wù)企業(yè)過程中溝通門檻，提高效率，減少定制服務(wù)企業(yè)所需人力。在通過創(chuàng)成式設(shè)計(jì)方法賦能常規(guī)輪轂定制模式之外，我們還可以通過創(chuàng)成式造型設(shè)計(jì)結(jié)合增材制造的新的生產(chǎn)方式將許多以往難以實(shí)現(xiàn)的個(gè)性化方案優(yōu)化，完成落地成為實(shí)際產(chǎn)品，滿足客戶更為豐富的定制化需求。

定制輪轂平臺服務(wù)流程與制作環(huán)節(jié)

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讓定制化過程實(shí)現(xiàn)用戶參與設(shè)計(jì)，只為你量身打造。一直是我們努力的方向，力無論是傳統(tǒng)生產(chǎn)制造商，還是服務(wù)商，或者定制用戶，我們希望從設(shè)計(jì)方法到制造工藝探索中尋求更好的方案為其賦能，也歡迎大家多多聯(lián)系我們提供你更新奇的想法，我們來一起運(yùn)用創(chuàng)成式設(shè)計(jì)與增材制造技術(shù)與之碰撞出新奇的火花！