此外,马勒的开发人员还在活塞环附近插入了一个放置恰当、形状特殊的冷却长廊。该设计基于马勒多年的活塞热工艺经验,而且只能使用3D打印制成。该冷却廊减少了活塞顶环岸(活塞中一个特别受压的部分)的温度负荷,从而可优化发动机燃烧,为发动机实现更高的最高速度铺平道路。
(图片来源:马勒)
该项新型生产工艺以马勒研发的特殊铝合金为基础,因为此种铝合金长期以来就成功应用于铸造活塞。首先,该合金被雾化为细粉末,然后利用激光金属熔化(LMF)工艺被打印出来。激光束将粉末熔化成所需的厚度,然后再在其上面增加一层,每次增加一层直到制造出该款活塞。采用该方法,3D打印专家Trumpf能够在约12小时内生产出由1200层粉末制成的活塞毛坯。
(图片来源:马勒)
然后,马勒最后对该款活塞毛坯加工、测量、测试,保证其必须符合传统制造部件采用的严格标准。特别需要注意的是活塞的中心区域——活塞裙,以及其与连杆连接的部分——销孔。要对此类区域进行裙摆脉冲和撕裂测试,马勒的工程师可以模拟未来运行过程中活塞可能会承受的负载。
除了切开活塞进行分析,该项目合作伙伴卡尔蔡司(Zeiss)还利用CT扫描、3D扫描和显微镜进行了大量的无损测试。结果表明,打印的活塞达到了与常规生产的活塞相同的高质量标准。在实际测试中,保时捷911GT2RS的发动机安装了6个活塞,而驱动单元在测试台上最艰苦的条件下成功完成了200小时的耐力测试。其中包括以平均250km/h的速度行驶约6000公里(包括加油),满载条件下运行约135个小时;还包括25小时的负荷运行,即车辆以极限模式运行。