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特斯拉3碳纤维扰流板设计

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  在EVANNEX,我们专门为特斯拉车主设计和开发独特的配件,没有比定制的碳纤维阻流板(尾翼)更独特的配件。在这篇博客文章和附带的视频中,我们将带领你通过设计,开发,和原型制作过程来制作一个美国制造的,高质量的Model 3阻流板。如果你想知道阻流板是如何制造的,我想你会发现我们的旅程很有趣。


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  我们开始了我们的旅程,为Model 3的扰流器做出一些基本的设计决定:

   1.阻流板将跨越整个后箱舱口的宽度,沿舱门后缘的侧向曲面向下延伸至面板间隙,将舱口表面与上方的挡泥板表面分开。

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   2.阻流板将被设计用来延长后表面的凹面曲率(特斯拉“T”所在的位置),强调曲率的微妙,用一种明显的方式,和……

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   3.阻流板将“混合”到上舱口表面向下倾斜的纵向曲率,这样一来,侧视时就能让眼睛跟随后舱口玻璃穿过舱口本身,并在不间断的情况下进入阻流板。

 

  考虑到这些设计决策,我们开始确定材料和制作方法。我们的扰流器将是纯碳纤维,没有玻璃纤维芯或其他污染物。它将是手工完成的,无论是光泽或哑光外观设计,使用高强度的汽车胶粘剂容易安装,而不需要在汽车上钻孔。

 

  EVANNEX位于南佛罗里达,是高端游艇的故乡(更别提一些令人印象深刻的汽车了)。这让我们得以利用该地区最优秀的碳纤维工匠的经验,他们与我们合作,从概念到设计,再到制造原型,最后是最终产品。

  

  今年1月,我们有幸在东海岸获得了第一个设计Model 3的机会,这是我们为Model 3设计的唯一碳纤维剧迷的旅程开始。阻流板的工作马上就开始了。

 

  阻流板的设计因素和科学因素一样多。当涉及到艺术的时候,人类的眼睛和熟练的工匠的手仍然可以击败3D建模和CNC,尤其是当美以及形式和功能都在发挥作用的时候。我们决定去更加老派的工厂学习。

 

  早期的表面捕捉和成型工作需要几天的时间,而在工作完成的时候,要放弃我们的新模型并不容易。后续的泡沫建模,设计迭代,原型,和最终的模具创造需要更多的时间。但为了制造最酷的汽车,这些牺牲是值得的。

 

  我们的第一个倾向(因为我们是技术人员)是激光扫描我们的新模型3的后备箱表面,创建一个三维网格,作为设计一个固体模型的基础。一旦它被创造出来,我们就必须使用3D打印来生成规模的原型,最终通过使用CNC来建立一个完整的模型来形成一个模具的基础。我们为了得到更真实的,拒绝了更高端的方法。 


让我们来看看设计和制造碳纤维扰流器所需的步骤: 

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  工作从一个原始模型开始,它基于我前面描述的设计标准。目标是“设置形状”——捕捉后板的形状,并确定扰流板几何外形。很明显,原始模型是一份初稿,扰流器的多重弯曲,意在给人一种“上升”的感觉,


  Model3覆盖了保护性塑料,Bondo(一种3M产品,包含聚酯树脂和硬化剂,形成快速凝固凝胶)用于创建Model2。这个设计在比喻和字面意义上都很粗糙,也很笨重。500多年前,艺术家米开朗基罗说过:“每一块石头都有其自身的地位,而雕塑家的任务就是去发现它。”对于扰流板的设计也是如此——我们的问题是在原始模型中找到最好的Model3扰流器。在这方面,艺术比工程技术多很多。

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  然后将粗糙的版本进行平滑处理,并在此阶段采用横断面切割来判断总体扰流板厚度和重量。还有很多工作要做。

 

  对扰流板进行检查,发现扰流板的下表面必须修改,以适当地贴合在后舱舱口的上表面。有趣的是,在设计线上,从侧面的窗框向挡泥板上延伸的设计线上有一个小的“驼峰”形状。这些步骤的结果表明还需要调整,使之变得更平滑。

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  从粗糙的Model2中吸取的教训促进了一个高密度的泡沫塑料模型的发展,这使得设计变得更加“苗条”。值得注意的是,设计和模拟工作从Model 3的中心线开始,并向外开展工作。其目的是建立一个基本的几何图形,然后以一种符合EVANNEX设计标准的审美形状的方式进行剃须和切割。

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  泡沫模型涂上一种特殊的化学物质,将聚苯乙烯泡沫塑料分离出来,以进一步塑造扰流板。有敏锐的眼睛的人可能会注意到,在泡沫模型表面有轻微的不连续性。这是为了让我们能够评估不同的曲率和高度的扰流器的性能,并选择最适合的Model 3。然后准备进行初步的模具制作,以及化学涂层的选择。

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  一旦确定了曲率和高度,Bondo雕刻被用来改进扰流板的形状。雕刻是一种艺术技巧,结合了Bondo材料的添加,然后它的逐渐去除(通过精确的打磨)直到达到设计的形状。

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  一旦Model 3定型,泡沫核心的原型必须被移除,这是一件不容易的任务。使用垫片和一个较小的力,原型被从保护Model 3的后舱口表面中移除。然后,它还需要进一步细化,对称分析,和模具创造。

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  我很谦虚,我想用我之前引用的米开朗基罗的话来解释,他的天才已经持续了半个世纪。“当我们在创建一个Model 3扰流器的过程中,我们在EVANNEX的工作是认识到Model 3的设计有一个扰流器在等待完善它,我们的任务是制造这个扰流器。”“我们认为一旦你看到了成品,你会认为我们做得很好。”


2018年3月30日 13:53
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