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2026-02-13 【3D列印】熄燈加速，油門到底！ Bambu Lab 3D列印機助力德州高校方程式賽車電動車隊研發
【3D列印】熄燈加速，油門到底！ Bambu Lab 3D列印機助力德州高校方程式賽車電動車隊研發
工程學不僅是科學，更是在強度與重量、成本與性能、時間與精度之間取得平衡的藝術。
在汽車產業中，這些權衡取捨取決於生產規模。每年生產數百萬輛車的大型製造商，在耐久性與獲利能力間尋求平衡，並不斷精進組裝線以最小化損耗。他們的世界圍繞著規模經濟、標準化，以及漫長的驗證週期。
而在光譜的另一端，則存在著一個成本成為次要、絕對性能優先的領域：極致的重量減輕、快速迭代，以及不間斷的測試。
這就是賽車運動的世界——尤其是其學術、由學生驅動的面向——在這裡，時間壓力和有限資源與和專業車隊一較高下的雄心壯志相互碰撞。
在課本理論與賽道現實之間，存在一道年輕工程師必須在短短幾個月內填補的鴻溝。
在學術界，設計和打造一輛賽車不只是一項工程任務；它是在預算緊縮和截止期限壓力下，淬煉創意與問題解決能力的熔爐。每年，新一屆的團隊都必須在三個學季內，將一個概念轉化為一輛具有競爭力的賽車。
從點子到實體原型如此壓縮的路徑，需要能夠跟上腳步的製造方法。
傳統技術雖然經過驗證，但對於能帶來競爭優勢的大膽幾何形狀來說，往往太過緩慢、太過昂貴，或限制過多。在這種環境下，時間是唯一無法用金錢買到的資源——而失去時間，可能意味著無法在最終期限前完成。
直到最近，學生團隊也面臨著3D列印的悖論。
雖然它承諾了設計自由，但它所需的校正和製程控制水平，遠遠超出了他們的主要學習領域。尺寸不精確、熱變形和列印失敗是家常便飯。
印表機非但沒有加速開發，反而常常造成延誤，迫使這些未來的工程師去解決製造問題，而不是專注於車輛動力和系統優化。
正是源於這種挫折——以及對可靠性實現階段性變革的需求——一場轉變應運而生，正如一所美國大學車隊所展示的那樣，它說明了生產工具的進步如何能重新定義學生賽車運動的極限。
德州農工大學 Formula SAE 電動車隊
德州農工大學 Formula SAE 電動車隊是一個由學生主導的工程組織，每年從零開始設計並打造一輛全電動、方程式風格的賽車。
遵循九個月的開發週期，團隊每年都會交接給新一屆的學生，他們將賽車從一張白紙的概念，發展為一輛功能齊全的車輛。
完成的賽車將在密西根國際賽車場舉行的 Formula SAE 密西根賽事中，與全球近100所大學同場競技，隨後參加在德州大學阿靈頓分校舉辦的地區賽。
對於當前賽季，車隊設定了一個明確目標：建立一個可靠的車輛平台和比賽策略，目標是躋身 Formula SAE 密西根賽事全部車隊中的前5%。
這一目標得到了對早期規則符合性、結構化測試和全面驗證的重視所支持。
該項目的核心，是透過讓學生直接參與高性能電動賽車的完整生命週期，來培養能幹的工程師，同時逐年穩步提升車隊的技術基礎。
| 常見的3D列印挑戰
在採用拓竹科技（Bambu Lab）3D印表機之前，車隊面臨著學生工程環境中常見的反覆出現的挑戰。翹曲、不一致的公差以及頻繁的列印失敗，使得3D印表機的工作變得難以預測。
印表機需要持續監控，成功的列印取決於對參數的精心調整，而這些參數往往會隨著時間和環境條件而改變。
這些限制減緩了原型製作的週期，並降低了對列印部件的信心。
因此，車隊更依賴於其他的快速原型製作方法，這限制了設計自由，並增加了整體的開發工作量。
缺乏可靠性也使得將3D列印整合到製造季中時間緊迫的階段變得困難。
| 拓竹科技的解決方案
車隊開始使用拓竹科技的P1S和X1C印表機。P1S因其強大的可靠性、列印質量和速度而首先被選中，使其適用於廣泛的日常原型製作需求。
P1S（左）與X1C（右）在運作期間的腔室內影像
隨著設計變得更加複雜，材料要求也更高，團隊在處理高階工程材料時發現了一些限制。
而隨著X1C的加入，車隊獲得了無需大量校正即可使用挑戰性材料列印更精密部件的能力。
這種擴展的材料相容性，使車隊能夠承擔以往難以在內部生產或不切實際的零部件。整合拓竹科技的印表機顯著改變了車隊處理設計與製造的方式。
這些印表機實現了近「熄燈」運行，允許工作在不需持續監督的情況下進行。團隊成員可以在設計一經定稿後立即遠端啟動列印，並透過行動應用程式監控進度，而無需前往位於主校區外的車間。
這一轉變大幅縮短了迭代週期。現在，零件可以在當天稍晚團隊成員到達車間之前，就完成設計、遠端列印並準備好使用。
改進後的支撐移除便利性和列印一致性也減少了後處理工作量。設計不再需要為了遷就脆弱的支撐結構而做出大量妥協，從而實現了更大的幾何自由度，並能更快地將列印部件整合到賽車上。
| 成果
使用拓竹科技X1C生產的最具挑戰性的部件之一是電池組的隔艙結構。這個部件在多個面上都具有複雜的幾何形狀，並且必須使用UL94-V0等級的阻燃線材列印，以符合安全規範。
團隊採用3D列印技術製造的高壓電池模組
此類材料在許多印表機上容易收縮和翹曲，通常需要大量的校正工作。
X1C在無需大量設定的情況下，就以高尺寸精度和表面品質生產出了這些部件。
拓竹科技的3D列印技術使車隊能夠在單一部件內，於所有方向上整合強化特徵，與傳統製造方法相比，同時減輕了重量並降低了組裝複雜性。
除了結構部件，車隊還定期列印耗材，例如用於複合材料作業的樹脂混合頭、模具和治具。目前正計劃將列印應用擴展到用於車架焊接的夾具和底座，以簡化製造過程並提高製造季期間的一致性。
在材料選擇的同時，車隊也在多個領域探索了製程改進。複合材料小組改進了後處理技術，以提升模具表面光潔度和脫模效果，包括打磨、拋光、底漆塗佈和蠟處理。
採用多種材料（包括阻燃材料）印刷的高功率導體與維護插頭（左圖）以及此配件的實際安裝狀態（右圖）
團隊也評估了不同的支撐策略，包括可溶於水的PVA支撐，以獲得更清潔的部件表面。
他們還研究了填充圖案和密度，以找出最佳的強度重量比，這與車隊整體減輕車輛質量的努力方向一致。
拓竹工作室（Bambu Studio）在這些工作流程中扮演著核心角色，特別是其與印表機的緊密整合。
對於一個在有限的共用車間時間內運作的團隊來說，遠端監控、線材管理和高效的工作控制尤其有價值。
採用3D列印技術製造的賽車管狀車架焊接夾具
拓竹科技X1C和P1S的導入，導致印表機利用率大幅提升，設備幾乎持續運轉，待機時間極少。高列印成功率和一致的質量，使得至今已完全消除了重印需求，將車隊的原型製造時間縮減了約一半。
通過避免列印失敗和減少手動監督，團隊能夠將更多時間專注於工程決策和驗證，而不是排除製造問題。
正在製造中的賽車管狀車架
這些印表機已成為可靠的生產工具，而非實驗性資產。展望未來，這將進一步推動他們的新車開發流程。
| 未來展望
德州農工大學Formula SAE電動車隊計劃將3D列印整合到車隊的核心研發和備件系統中。目標是實現設計的快速迭代、備件的按需製造、賽場上的快速應變能力，以及整體成本優化，從而提升賽車性能和車隊競爭力。
具體計劃包括建立備件的數位庫存，使車隊內部或由合作供應商在賽場現場列印常用的小型零件。
此外，還將為關鍵生命週期部件（例如感測器支架、導管夾具、線束支架）制定列印合規標準，並將其納入賽事支援流程。
車隊計劃將3D列印技術的應用，從原型製作擴展到最終的功能性部件，包括透過金屬積層製造生產的結構相關零件。
能夠設計傳統加工方法無法實現的複雜內部幾何形狀，被視為對未來的懸吊系統和底盤相關部件特別有價值。
拓竹科技也將繼續與他們合作，進一步深化積層製造在賽車領域的應用。
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