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Porsche - 精雕细琢

精雕细琢

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转变:数字到实体模型的转化过程中,重要的一步在铣床中进行。这里将产生一辆由工业橡皮泥制成的汽车,也就是所谓的粘土。

成果:闪亮登场的 1:1 比例设计模型。在魏斯阿赫的研发中心,工作人员借助高科技工艺,有条不紊地进行铣削、烧结和塑模加工。我们带您走向幕后,一窥其中的精彩。

这是一个隐藏在地下室里的神秘世界。阳光透过巨大的玻璃天井,投射到走廊上,高大、明亮的墙壁,在光洁的地板上投下柔和的倒影。保时捷的设计师们,就在上方的楼层中致力于那些仍处于保密状态的未来车型。在这里,灵感和创造力最终融合成具体的创意,丰富的想象力期待转化为看得见、摸得着的实体模型。

模型制造及初始设计制造车间负责设计草案的实体化。创作灵感和草图初稿,在被转成 CAD 数据后,在一楼首次由艺术形式转变为真正可以触摸的实物。它们由各种原材料制成,并有着真实的重量。从旅行箱大小的小型设计模型,到足以以假乱真的概念车,都在这里诞生,几乎涵盖所有尺寸。

菲利普·摩西(Philip Morsey)透过安全门的有机玻璃,聚精会神地盯着一台五轴联动龙门铣床。它那巨大的铣头,此刻正夹起一支胳膊粗的铣刀,并将其准确地固定到卡盘中。铣床下方是 一个巨大的、看起来仍然相当粗糙的木箱,表面附着了一团团绿色的泡沫。锋利的刀齿随后开始运转,并缓缓地向泡沫团移动。

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难以置信:木箱将会变成 Mission E 的 1:1 模型。

摩西,整个初始设计制造区负责人,面对着来访者们好奇的目光笑着说:“它将成为未来电力驱动跑车的 1:1 比例模型,也被称为 Mission E。为了进行空气动力试验,以及针对高性能电池的冷风通量试验,工程师们需要一件实体模型。”他用手指了指这些木箱子,“发泡成分将以毫米级的精度定义后期的车身表面,铣床目前只是为下一步的制造设定精确的基准点。我们当然也可以用一整块材料铣出整个 1:1 模型。”

接下来,随着铣床在各个点之间移动,观众们绷紧了神经,脸上不禁流露出惊讶的神情。菲利普·摩西轻松地微笑着,身体靠在墙上,视线扫过建筑里的每一个角落,然后用手势把大家聚集到一起:“您也许很难相信,在修建这座建筑时,最先进行的当然是用混凝土浇筑大厅地基,然后就建造了这座 116 吨重的龙门铣床,接下来才在四周建造了整个建筑。也就是说,先有的铣床,后有的大厅。”

摩西停顿了一会儿,确定大家都理解了之后,他率先走进相邻的房间里:“制造设计模型只是我们工作的 一部分——我必须承认,它特别有吸引力,也特别让人着迷。”董事会可以借助模型来感受和领会未来汽车的真实外观。“它们令一个新产品变得真实,并触手可及,这确实是极为重要的。”

克里斯提安·鲁曼(Christian Looman)博士在摩西的团队中负责管理模型制造车间。他一直很用心地去聆听来自各方面的意见:“当图纸和创意已经变为模型时,这给设计者提供了一个机会去进一步扩展和完善他们的创意:这里的汽车看起来已经很不错了,但仍会在某处改变线条或比例进行微调。”如果没有模型,就无法获得有价值的反馈和结论,鲁曼是如此概括其重要性的。借助现代技术和模型建筑师的专业知识,鲁曼团队的成员们能够极大地加快全部设计流程以及整个研发的进展速度。

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菲利普·摩西(右)和克里斯提安·鲁曼在视查成果。

“说得好,”菲利普·摩西一边点头,一边推门走进另一个有着更多小型车间的工作区。在这些小型车间里,摆放着一台台冰箱大小的机器,其中的一台机器被装满白色粉末的桶包围着。“在外面,人们喜欢把这类装置通称为 3D 打印机,然而我们更喜欢用“选择性激光烧结”这个专业术语来称呼我们最新的机器,简称 SLS,这听起来专业多了。”

摩西拿起一个表面很粗糙的白色塑料小齿轮,一边用手指慢慢地转动它,一边说:“赛车研发部门的同事们在不久前请求我们制造一整套分动箱齿轮,用于进行空载试运行试验。通常,用高强度金属合金制造这类零件非常费时费力。不过,我的同事们还是把我们的 SLS 齿轮组像金属齿轮一样用在了测试中。这就是选择性激光烧结的优势。这一技术的原理是,使用由计算机控制的激光,将一种特殊的塑料粉末在精确限定的位置进行烧融。当被烧融的粉末表面沉降后,机器会在其上方再涂上一层粉末。然后,按照电脑里储存的几何模型,再用激光将这一层粉末烧结,并如此反复。最终,我们就能够得到密度均匀的任何一种零件,只不过是塑料的。”菲利普·摩西解释说,“在测试完成后,有人想要知道齿轮的材料是否已经达到负荷极限。在加载了 750 牛米的的负荷后,第一个轮齿才破裂——这相当于把一辆 911 Turbo S 在超级增压状态下的最大扭矩施加在一个小小的塑料齿轮上。您现在肯定能明白,为什么 3D 打印机这个名字是不恰当的。”

克里斯提安·鲁曼接过话题继续说:“我们用 SLS 技术制造的零件,实际上已经是具有实际功能的了。只需几个小时,我们就能制造复杂的单体部件。研发人员可以将这些零件用于负载测试,并确认哪些地方需要修改。同样,在很短的时间内,我们就可以提供第二版。最终,我们能够以非常高的速度完成整个研发步骤。”当然,保时捷也可以让供货商制造这些零件。然而,恰恰在高度机密的研发区,考虑到缩小信息传递范围和加强保密性,尽可能依赖于内部的实力和技术,是至关重要的。菲利普·摩西带领客人们穿过这片寂静的地下迷宫时补充道:“3D 打印技术不仅可以使用塑料,还可以使用金属和其他原材料。”

鲁曼指向开放式玻璃墙另一侧的工作区,那里的几个工作台上显然正在加工胶合板:“我们的员工非常有天赋,独一无二。模型制造还是许多员工的私人爱好,他们在这项工作中展现出令人难以置信的热情和创造力。因此,他们常常能够用别出心裁的方法解决棘手的问题——保时捷精神在如此早期的研发阶段就能够得以贯彻和体现,是最令我振奋和欣慰的。”

从地下迷宫重新回到地面,迎来了我们这次参观的高潮。明亮的灯光下,一辆雪白色的、超现代的、车身比例匀称优美的 Mission E 停在我们面前,犹如一块磁石一般吸引着所有的参观者。然而,想要打开车门却是徒劳的。在反复端详了几次后,摩西和鲁曼在我们身后小声地笑起来,显然,伪装是成功的。这辆车虽然有着足以以假乱真的车门接缝,但是却没有门——它是一件设计模型,是那些将创意变为现实的人所创造的成功杰作。•

作者 Till Daun
摄影 Rafael Krötz