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代爾夫特 Hyperloop 與 Xometry 擇冪科技合作,以尖端製造技術革新可持續出行方式

由代爾夫特理工大學學生團隊創立的超級高鐵團隊 Delft Hyperloop 正致力以創新的高鐵設計概念革新綠色出行行業 —— 透過與 Xometry 合作,極高的製造技術效率及短時間內金屬零件的快速交付,讓他們的超級高鐵列車原型得以迅速開發。我們造訪了代爾夫特 Hyperloop 團隊的合作夥伴關係經理 Teije Nolen,一起聆聽這段關於出行方式革新的故事,以及團隊如何與 Xometry 在精密零件製造領域攜手合作,共創成功。

  • 行業:交通運輸
  • 製造工藝應用: 鈑金工藝
  • 挑戰: 在短時間內完成一台工藝複雜且可運行的超級高鐵原型列車的開發
  • 解決方案:透過與 Xometry 擇冪科技的專業合作,代爾夫特 Hyperloop 團隊運用創新製造技術、高效項目管理,在短時間內完成 3000 多個鈑金件的製造,成功開發出超級高鐵的原型。

代爾夫特超級高鐵團隊的使命係利用超迴路列車 (Hyperloop) 概念徹底改變交通運輸行業。受埃隆-馬斯克 (Elon Musk) 宣佈舉辦 SpaceX 的超級高鐵競賽的啟發,該團隊自 2015 年九月成立以來就一直為打造出超迴路列車而努力,不斷突破交通同創新的極限。

超级高鐵需要超級速度和效率

人們常常把超迴路列車稱作第五種交通方式,因為它打破了傳統的交通分類。磁浮列車幾乎無滾動阻力,而超迴路設計指的是在近乎真空的管道中穿行,因此空氣阻力也會降至最低。當這兩者相結合,速度和通行效率一定無與倫比,設計時速將達到驚人的 1000 公里。作為代爾夫特理工大學學生創業創新項目的一員 (D:Dream Initiatives),代爾夫特超級高鐵團隊目前的項目代號為 DH07。該團隊去年參加了歐洲的超級高鐵競賽並獲取了高鐵艙體設計大獎。除了參加國際賽事,團隊的工作還包括日常的研發,克服設計難題並與各合作夥伴合作把各種超級高鐵的設計概念變成現實。

HELIOS II – 代爾夫特超級高鐵的全新設計 ©
超级高鐵的運作方式 ©

DH07 團隊協作方案以及推動超級高鐵項目創新的資源能力

DH07 團隊由 41 位充滿熱情的大學生組成,他們分別在管理、可擴展性、推進、懸浮、機械以及感知與控制等不同部門發揮重要作用。儘管各人的技能專長不一,他們卻懷著同樣的願景,攜手推動超迴路列車技術發展,探索可持續發展的交通工業未來。

打造超級高鐵及其組件涉及複雜的設計與生產流程,需要團隊既能交叉合作又要充分創新來克服各種挑戰,滿足項目要求。因此在 DH07 項目組開始項目時,他們首先制定了結構化的項目日程計劃,從概念化設計開始,逐步執行完整的初步設計、詳細設計、生產和上線測試各階段。

在超級高鐵及其組件的設計和組建過程中,DH07 團隊展示出他們超強的資源整合及適應能力,利用合作夥伴找到了種種挑戰的創新解決方案。受制於緊張的項目時間和團隊的專業能力,他們在項目中充分地依靠合作夥伴的資源能力。團隊成員Nolen 說:「我們並沒有充足的時間自主獨立完成某些組件的設計,比如說算力晶片(該組件可能就需要成年累月的開發時間),因此我們必須要在有限的時間內配置資源,比如直接購買。這有時候亦係一種非常有創意的方案,但我們也需要可靠的製造廠家來完成這創意。」

Delft Hyperloop 07 團隊合照 ©

超級高鐵的定子 —— 源自 Xometry 的精密製造能力

代尔夫特的超级高铁所设计的线性磁通开关永磁电机是一项极具突破性的创新方案,但团队却在开发该部件时面临了不小的挑战。起初,团队考虑采用传统的 CNC 加工方法来制造超级高铁的复杂轨道,轨道设计中包含了超过500个精确的轮齿以支撑高铁吊舱的加速运行。然而现实世界中这样的工艺设计将非常昂贵,无法进行大规模生产。因此团队找到了Xometry择幂科技开展创新技术方案的探索和合作,他们充分地展示了寻求突破的决心,希望以颠覆性的工艺方案打破传统制造方法的挑战和桎梏。因此,Xometry 成为了DH07团队超级高铁项目的重要合作伙伴,并在项目的制造阶段发挥了决定性作用,成功地解决了这个50米长的复杂电机轨道(也就是“定子”)生产问题。这个定子完全由钢制成,是线性永磁电机的基本组成部分,使吊舱能够在轨道上方悬浮时迅速加速。通过与 Xometry择幂科技技术支持团队的广泛讨论,DH07团队成功设计出这个解决方案,让这个关键部件极具有性价比,未来也可以规模式生产。

鋼製「定子」軌道:為吊艙的快速懸浮和加速提供動力 ©

該團隊採用金屬精密製造工藝,切割後的薄金屬片透過螺絲連接,形成一段重達 50 公斤的堅固軌道。Xometry 擇冪科技為原型設計生產了 3180 塊定子金屬板,每塊厚度為 3 毫米,並對設計進行了全面的測試和核驗。成功設計並生產出這批定子金屬面板證明了 Xometry 擇冪科技未來可以大規模生產過千米的列車長軌道。精度和質量是重中之重,這次的成功既有賴於 Xometry 擇冪科技的高精度加工專業技術,同時也因為 Xometry 能充分理解客戶——也就是這個超級高鐵項目的獨特需求。在決策過程中,團隊與 Xometry 的專家進行了多次頭腦風暴和技術探討,選擇了普通建築鋼材,這種材料在強度和經濟性之間達到了完美的平衡。因為超級高鐵的定子在近乎真空的隔離環境中運行,其實並不需要額外的防腐蝕保護。

“我们通过Xometry择幂科技生产了约 3200 个 钣金件,它们完全符合公差要求。作为一个学生团队,我们用到的材料其实都由合作伙伴提供, 而Xometry择幂科技无论从成本还是质量方面来说都无可挑剔,“ Nolen 解释说。

超級高鐵的「定子」©
© Xometry 擇幂科技製造和交付的高精度機加工鈑金件

DH07 團隊透過我們的即時報價引擎瞭解到 Xometry 擇冪科技的服務和產品,從此雙方成為了超級高鐵項目潛在的合作夥伴。從 Xometry 擇冪科技採購零件具有諸多優勢,比如其引以為傲的交付質量和效率,這亦係 DH07 團隊想要的。然而,真正打動 DH07 團隊的是 Xometry 擇冪科技出色的項目管理和溝通能力。因為項目要求在一年內開發出一個可全面運行的超高速原型列車,團隊的資源有限且情況複雜多樣,因此整個項目充滿挑戰。其中一個關鍵組件——定子,充分體現了 Xometry 擇冪科技的價值。儘管生產定子的工藝技術簡單直接,但這些技術對於該項目來說過於昂貴。Xometry 擇冪科技在這樣的前提下挺身而出,在幾周內就完成了 50 米定子的生產。如果沒有 Xometry 擇冪科技的高效率和交付保證,整個項目就難以在規定時間內完成,直接影響團隊能否參加 2023 年歐洲超級高鐵周。

「Xometry 擇幂科技的項目管理和溝通水平真的太棒了……我們和 Xometry 擇幂科技的溝通非常順暢,而且他們還能在規定時間內高效完成下單、生產和交付。」Nolen 表示。

DH07 未來可期:超級高鐵技術的持續創新與發展

代爾夫特 Hyperloop 團隊對未來雄心勃勃,有多個振奮人心的項目和計劃。他們的使命是繼續為交通運輸行業帶來顛覆性的革新,DH07 列車也計劃在即將到來的一年內達成數個項目里程碑:團隊將專注於實現列車的完全懸浮、採用新型高效電機以及開發真空兼容的熱管理系統。這些技術進步可以讓超級高鐵速度更快但能耗更低,進一步推動可持續交通解決方案的發展。而團隊的首要任務是克服車道切換的難題。他們正在積極探索創新解決方案,以確保軌道之間的平穩過渡,從而提高超級高鐵系統的效率和多功能性。DH07 還計劃延長軌道長度,這樣才可以展示出目前的工藝設計所能達到的最高時速——驚人的 1000 公里/小時。延長的軌道也可以展示他們的工程技術,並凸顯超高速軌道技術的巨大潛力。另一個關鍵技術目標則是在軌道周圍的管道內創造真空環境。透過消除空氣阻力,超級高鐵的速度和速率就可以繼續提升,不斷推動運輸技術的發展。

DH07 團隊亦欣然宣佈,未來項目 DH08 亦將需要鋼製零件,而 Xometry 擇冪科技現已成為該團隊應對任何新需求的首選製造合作夥伴,此舉彰顯了超級高鐵項目組同 Xometry 擇冪科技在交通創新領域建立的穩固合作關係。

關於代爾夫特超級高鐵 (Hyperloop) 項目及團隊: 代爾夫特 Hyperloop 項目是一個專業的交通行業開拓性項目,項目組成員由荷蘭代爾夫特理工大學學生組成。該團隊的願景是徹底改變交通方式,探索超迴路高鐵技術創新的前沿。代爾夫特超級高鐵項目已經獲取了著名機構和政府的支援,致力於推動可持續交通的發展。