韩泰轮胎使用Figure 4和SLS增材制造开发自动驾驶解决方案
3DSYSTEMS
使用3D打印的主要目的是在研发人员建造生产轮胎的实际模具之前更好地与他们沟通。传统的模具是机加工的，需要花费大量的金钱和时间来开发，但这也是确定新设计、形状甚至体积的传统方法。
现在，通过使用3D Systems的增材制造技术，我们可以更快地与研发部门合作，利用结构的一小部分来确定形状或结构，然后测试我们的原型的安全性、噪音和其他参数。
——韩泰轮胎与技术公司，设计创新工作室经理Rosa Youn
韩泰设计中心的增材制造实验室拥有Figure 4 Standalone 3D打印机，使该公司能够在几分钟或几小时内通过手中的部件加速创新
韩泰轮胎与技术公司（Hankook Tire & Technology）不仅仅是一家轮胎制造商。这家总部位于首尔的公司专注于自动化和技术，以实现“未来驾驶创新者”(Future Driving Innovator)，将电动汽车置于其业务的中心。
最近，韩泰需要为其i-Flex非充气轮胎(NPT)迭代多种具有复杂几何形状的塑料和弹性设计，快速和经济有效地推动创新，该轮胎最终将成为韩泰备受瞩目的HPS-Cell自动移动平台的关键部件。
通过利用3D Systems的高精度Figure 4和选择性激光烧结SLS增材制造技术，韩泰的设计工作室能够快速迭代NPT非充气轮胎i-Flex的设计，并在设计和测试团队之间共享生产级部件，同时降低成本。
所面临的挑战
在降低成本的同时，加快多材料、复杂轮胎和车轮的设计和测试
韩泰轮胎与技术公司认为，未来的自动驾驶汽车解决方案需要新一代的轮胎，这种轮胎需要将最少的维护与最大的安全性和舒适度结合起来。由于非充气轮胎NPTs维护成本低、安全性高，因此注定要应用于该领域，但开发一种满足所有这些条件的非充气轮胎是一项复杂而昂贵的设计挑战。
韩泰的设计师们认为，模仿生物组织的仿生学设计可以为非充气轮胎提供内部支持，但由于可能的细胞结构设计数量几乎是无限的，韩泰的设计工作室需要一种快速评估部分部件和缩放完整模型的方法。
新轮胎的传统原型制作方法通常从2D草图开始，过渡到3D CAD设计，然后通过熟练的机械师将其转化为铝模具。整个过程成本太高，速度太慢，每次迭代可能要花费几周或几个月的时间。
此外，非充气轮胎（NPT）的仿生支撑“辐条”矩阵由于其复杂的中空、相互连接的结构，甚至难倒了最有能力的加工站。在探索了快速成型和小批量生产的增材制造系统后，韩泰选择了3D Systems的Figure 4技术平台打印塑料支撑结构和橡胶胎面。
韩泰还向3D Systems的合作伙伴CP Tech寻求选择性激光烧结(SLS)，以实现金属轮胎结构和铰链的概念，这促进了他们i-Flex非充气轮胎原型的开发。正如韩泰设计师喜欢说的那样，这就是移动的未来。
解决方案
1-非充气轮胎i-Flex辐条结构
韩泰的非充气轮胎包括用于内部支撑的复杂仿生塑料基体、橡胶外部轮胎胎面、执行轮胎边缘部分支撑功能的金属部件以及自动驾驶汽车所需的附加功能。在塑料中加工这些中空结构几乎是不可能的。
△使用3D Systems增材制造技术打印辐条的各种迭代和概念，形成了韩泰HPS Cell的最终设计
韩泰轮胎与技术设计创新工作室设计师Hee Sung Jang表示，“对我们来说，由于3D Systems的增材制造技术，我们可以设计或制造任何我们想要或想象得到的东西。这项技术可以消除制造的限制，这对我们来说真的很好。传统的产品设计，例如建筑和加工，有很多的限制。机床有其局限性。增材制造没有这些限制。“
使用Figure 4 3D打印机，韩泰设计师能够使用Figure 4 PRO-BLK 10塑料及其类似热塑性塑料的机械性能快速迭代不同的支撑矩阵。韩泰设计工作室的团队可以迅速将不同仿生矩阵的3D设计转化为保持相同细胞间距的部分或比例原型，这对下游测试至关重要，同时还可以限制开发成本。通过使用包含全尺寸细胞结构的部分部件，Design Studio的设计师可以在进行整个轮胎装配之前，通过物理测试快速测量候选设计的相对强度。
2 -部分轮胎噪声控制测试
轮胎，包括非充气轮胎，需要安全耐用，但它们也需要美观和声学上的愉悦。简而言之，人们不会买难看的轮胎，也不会买噪音大的轮胎。在开发出非充气轮胎支撑矩阵后，韩泰设计工作室的设计师能够使用Figure 4 RUBBER-65A BLK弹性材料开发部分和按比例缩小的胎面设计。
Rosa Youn提到：“通过使用这些材料和部分部件，我们可以评估部件的噪音和安全性。测试系统将空气或水送入通道或槽中，我们通过测量噪声来了解结构是否正确。在未来，用半透明的Figure 4材料建造这些胎面将使这一过程更加容易，使工程师可以看到流体如何沿着胎面凹槽流动，这是在恶劣天气下轮胎安全的关键部分。“
此外，打印轮胎胎面使制造工程师更容易评估新的非充气轮胎NPTs的稳定性、潜在的裂缝和可靠性降低。
3 -新概念型轮胎上的活动部件
增材制造开发复杂形状的能力也使韩泰设计师能够开发内部凹槽和结构，帮助连接轮胎的三个主要元素:胎面、NPT支撑矩阵和移动热塑性轮辋组件。热塑性塑料组件由CP Tech使用3D Systems的SLS技术制造。这对韩泰轮胎来说是新的，因为传统轮胎不包含任何活动部件。
△韩泰的非充气轮胎设计包括用于内部支撑的塑料组件、用于轮胎胎面的橡胶材料、用于轮胎轮辋和支撑的金属组件。这里展示了所有三个元素
韩泰轮胎设计创新工作室经理Rosa Youn提到：”我们选择3D Systems的主要原因之一是他们的材料选择非常广泛，它涵盖了我们所有的材料要求。另外，Figure 4打印速度很快。节省时间、可靠性、服务、最佳故障排除，以及系统的可用性和合理的价格是我们的关键决策因素。我们相信3D Systems的Figure 4的价值。对我来说，这是非常合适的增材制造系统。”
4 -轮胎轮廓的标准视觉原型
韩泰设计工作室已经扩展了Figure 4打印机的使用，使用它来开发传统的轮胎胎面和测试剖面。这使得所有新产品设计的迭代速度更快，不仅仅是革命性的，还是进化性的。
△除了帮助韩泰的设计中心快速开发和测试NPT非充气轮胎设计外，该公司还可以利用该中心快速评估新的胎面设计，以适应道路噪声和其他关键因素，减少韩泰所有新轮胎设计的上市时间和成本
韩泰设计中心的增材制造实验室拥有Figure 4 Standalone 3D打印机，使该公司能够在几分钟或几小时内通过手中的部件加速创新
成果
全新和创新的多部件非充气轮胎(NPT)设计的更快迭代，能够经受真实世界的噪声和支撑测试。
更快的迭代
迭代之间的间隔是几天而不是几周或几个月
将设计者从传统加工的限制中解放出来
对于传统的加工系统来说，支撑矩阵实际上是不可能的
快速结构确认
可有效检测传统制造方法无法生产的复杂无气辐条结构。
更丰富的材料选择
使用增材制造来开发硬塑料支架、软橡胶踏板和移动热塑性部件的能力使设计师相信3D Systems的解决方案适合解决他们广泛的应用挑战
全方面的支持
从培训到实时设计指导，3D Systems和合作伙伴能够使Hankook design Studio获奖的HPS-Cell自动移动平台研发进度按计划进行