意大利3D打印露营车厢助比亚乔Ape行驶4500公里抵达北角

2026-08-24 14:18
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意大利驾驶者弗朗西斯科·富尔拉尼(Francesco Furlani)驾驶一辆搭载3D打印生活模块的比亚乔Ape TM 703(Piaggio Ape TM 703)三轮车,以时速仅40至45公里穿越9个国家、行驶超过4500公里,从意大利抵达挪威北角(Nordkapp)。该模块不含内部设备重约70公斤,同等玻璃纤维结构约为200公斤。材料和工艺由意大利深科技初创公司Nugae提供,其技术特点在于将材料、机器和软件整合为单一制造流程。

单程旅行大约耗时三周。车厢承受了每天长达12小时的行车、雨水、持续振动、时速90公里的阵风,以及出发时超过30°C、临近目的地时接近2°C的温差。Nugae表示,这些条件不能等同于实验室认证,但确实代表部件在设计工况下长时间真实暴露。

在大幅面增材制造中,更大的部件通常意味着更重、更费材料、后处理时间更长。对移动应用而言,每增加一公斤都会压缩可用有效载荷。70公斤与200公斤的重量差,让这辆Ape除了车厢壳体之外,还得以装载床、厨房、户外淋浴、电池、储罐以及水和食物补给。要在如此小的车辆上搭载完整生活模块,车厢结构必须同时承受实际载荷与道路的严苛考验。

CoreLight3D是Nugae为机器人大幅面3D打印开发的专有热塑性泡沫,基材为回收聚丙烯,密度约为每立方米300公斤。通过薄壁与中空几何构型,成品部件按包括空隙在内的整体体积计算,表观密度可降至每立方米约100公斤。减重效果来自发泡材料、内部结构和打印工艺的结合:结构壁仅几毫米厚,材料只在需要承受载荷的位置布置。

该工艺被Nugae称为UL-LFAM(超轻大幅面增材制造,Ultra-Light Large Format Additive Manufacturing),由CoreLight3D材料、专利挤出机、六轴工业机器人、增强几何结构的专利策略以及Nugae专有的NU-Slice软件组成,可打印大型中空或带肋结构,内部加强件按载荷分布定位。需要更高性能时,打印芯材可与玻璃纤维或碳纤维蒙皮结合成夹层结构,以少量增重提高刚度。部件以结构半成品状态离开打印机,可直接进行层压、粘接、精加工和喷漆。

Ape的露营车厢由Nugae的客户使用其设施中的NU-Print Large机器制造。Nugae提供了材料、工程服务、高级CAD设计和生产支持等技术支持,但未资助探险本身。

船舶是该技术首个主要应用领域。在JEC World 2026上,Nugae展示了一个重37公斤、打印耗时42小时、使用70%回收材料制造的13米双体船部件。该技术还应用于车身与轻型移动模块、建筑构件、城市家具、舞台布景、艺术装置、工业原型,以及无需昂贵模具即可生产的定制部件。在那不勒斯,Nugae为加里波第城市管弦乐团(Garibaldi Urban Orchestra)制作了大型舞台结构和声学表面,重量轻到可自由移动。

增材制造的几何自由度允许在打印过程中直接将通道、布线、传感器和照明集成到设计中,选择性材料沉积则有助于减少浪费。Nugae正围绕这一原则推行其现场打印(print-on-place)模式:与客户和当地运营商共建分布式枢纽网络,配备该公司机器。大型部件无须运输,流动的是数字设计、专业知识和原材料,生产在使用点附近完成。

这项技术的研究始于2012年,由弗朗西斯科·贝尔维西(Francesco Belvisi)发起,他当时正为船舶行业寻找传统工艺难以制造的优化结构,工作综合了聚合物、机器人技术、软件、生成式设计和复合材料制造工艺。Nugae现总部位于西西里岛,在伦巴第设有一个运营基地。从材料、机器到软件,背后是近15年的实验、专利、软件开发与真实环境验证。

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