高精密机床显神功！时速350公里的F1赛车是如何制造出来的？

序言

本赛季F1刚刚落下帷幕，梅赛德斯AMG车队获得车队总冠军，红牛车手获得车手总冠军。

这个赛季的车手和车队冠军悬念一直延续到最后，汉密尔顿和维斯塔潘以同样的积分来到最后一站的起跑线上，一战定胜负，直到最后一圈才决出胜负，竞争如此激烈，前所未见。

车手之间的比赛从灯灭开始，而车队之间的比拼从造车开始，车手和赛车同样重要，赛车的性能和可靠性直接影响车手的表现和成绩，而赛车的制造离不开机床。

众所周知，哈斯车队的赛车制造采用的是哈斯机床，那么其他车队呢？下面介绍各大车队的赛车都用了哪些机床。

一、梅赛德斯AMG车队

1.总部

日本山崎马扎克和日本松浦机械制作所的机床被用于加工梅赛德斯AMG的零部件，这些机床的精度达到微米级别，还能够加工钢材、钛合金、铝合金和碳纤维等各种材料。

马扎克的复合加工中心可实现车、铣、钻、攻丝和深镗孔等多种加工工序。松浦MAM72系列加工中心能够昼夜不停地进行无人值守生产，其中松浦MAM72-100H卧式加工中心被用于加工梅赛德斯AMG的变速箱外壳。

梅赛德斯AMG车间里最大的机床是德国兹默曼(F.Zimmermann)的FZ37龙门铣床，该机床可加工成型模具、设计模型、原型样件、五轴铣削零件和复合材料零件等。

2004年，大连机床收购了兹默曼，但到了2012年，兹默曼被原股东收回股份，变回德国家族企业。

2.动力系统部门

梅赛德斯AMG混合动力单元的开发和制造采用了瑞士GF旗下的阿奇夏米尔(AgieCharmilles)电火花线切割机床和米克朗(Mikron)五轴机床。

阿奇夏米尔的CUT 3000电火花线切割机床被用于加工热交换器，米克朗的XSM 600U、HPM 800U和HPM 1000等五轴加工中心被用于设计、开发和制造出了复杂、高精度和性能要求苛刻的梅赛德斯AMG HPP赛车引擎零件和组件。

这些机床拥有极高的重复精度，大扭矩电机主轴，直驱转台，高效切屑管理系统和快速换刀装置，大大提高了生产效率。这些机床还可全天候工作，比如白天进行开发工作，夜间进行生产。

作为技术合作伙伴，GF还为梅赛德斯AMG提供涡轮增压器加工方案。

梅赛德斯AMG发动机制造的关键设备还有德国恒轮(HELLER)的CBC机床，该机床采用基于双丝电弧喷涂技术的CBC气缸孔热涂层工艺，由恒轮(HELLER)与戴姆勒合作开发，工艺分为四个流程步骤：

第一步：粗化。使用特定轮廓切削刃的粗化刀具来加工缸孔表面，使气缸孔增大到一定尺寸，并同时形成精确的燕尾槽轮廓表面，粗化后的表面具有所需的涂层附着力，为后续喷涂工序提供最佳条件。

第二步：喷涂。两条钢线作为阳极和阴极被电弧熔化，使用氮气作为工艺气体，将融化的钢水以微观液态颗粒形式送入气缸孔的粗糙结构中。从而获得约0.3毫米厚的钢层和微观气孔，可调节的气孔数量和大小保证了机油的存储空间，从而确保了气缸运行面的润滑。

第三步：精镗。精镗可以加工缸孔的确切形状和位置，在层厚方面达到了最高的精度，同时又能满足生产公差。

第四步：珩磨。对气缸表面进行镜面珩磨，确保表面完美无缺，同时，保留了具有均匀孔隙的涂层，能够储存机油以达到最小的摩擦系数。

气缸孔热涂层工艺加工后，活塞和气缸之间的摩擦系数降低50%，从而减少了燃油和机油消耗，省去了铸造衬套，缩减了发动机的尺寸和重量。

这项源自F1的技术已经被商业化，是目前为止唯一实现大批量量产的可靠工艺，截至2020年，总计超过100台恒轮(HELLER)的涂层设备在世界各地投入生产，每年涂装超过1000万台发动机。

二、红牛车队

自2005年加入F1，红牛就开始使用德国DMG的机床，借助合作伙伴DMG机床全面的切削加工能力，红牛车队在确保最高的质量和精度前提下，实现快速地生产复杂的零部件，在开发方面具备优势。

DMG的DMU eVo系列万能加工中心提供高动态性能五轴联动加工能力，以及铣/车复合加工能力，该机床被用于加工红牛的车轮悬架、液压系统、底盘和变速箱精密零部件。

DMG的CTX beta 1250 TC五轴车铣复合加工中心、DMU 210 P系列五轴龙门加工中心和DMU 125 P duoBLOCK系列五轴加工中心则被用于加工碳纤维变速箱主箱之类的大型部件。

三、法拉利

法拉利的发动机生产线由意大利MCM提供，生产线加工缸体和曲轴等核心部件。MCM已经被中国企业收购，2014年，日发精机以1264万欧元收购MCM 80%股权。2016年，日发精机以476万欧元收购MCM剩余股权。

之前有两期节目讨论美的花40亿欧元收购库卡划不划算，那么，日发精机以如此低的价格收购到意大利高端机床制造商，是不是捡到大便宜了？

四、雷诺

雷诺从1996年开始购入瑞士GF旗下的阿奇夏米尔电火花机床和米克朗五轴机床，双方是长期的合作伙伴。

米克朗(Mikron)的HPM 800U和HPM 1350U五轴加工中心被用于加工雷诺一系列高精度、复杂的零部件，包括前后悬架立柱和卷箍等。

HPM 1350U五轴加工中心被用于加工精度要求极高的气动原件，HPM 800U参与制造变速箱钛制嵌件，变速箱嵌件的加工要求苛刻，材料去除率很高，从一个毛坯加工而成的，在粗加工和精加工过程中，超过85％的钛要被切削掉，其加工精度要求高，需要极佳的表面光洁度。

雷诺还用到了阿奇夏米尔(AgieCharmilles)的电火花线切割机和电火花成形机床，例如变速箱嵌入件的钛锭就采用阿奇夏米尔电火花线切割机加工。

雷诺用的底盘加工任务由意大利佰利通(Breton)的五轴龙门高速加工中心来完成，该机床的生产效率和加工精度极高，采用直接驱动技术，拥有高效的除屑功能，可大大节省时间。

五、迈凯伦

自1999年以来，日本山崎马扎克与迈凯伦车队一直保持着密切的合作伙伴关系，马扎克的机床被用于加工迈凯伦各种各样的复杂零件，如气动原件、车轴、刹车零件等，参与对生产技术和加工精度有着极高要求的变速箱、悬挂装置等零件的制造。

马扎克的复合加工中心被用于加工迈凯伦赛车中最复杂的零件，需要将60公斤钛合金材料切削至4公斤以下，例如赛车背部冲撞吸收结构以及尾翼支架等钛合金零部件。

最后

总结，F1车手驾驶的赛车，速度可以超过三百五十公里每小时，在实现赛车极限性能方面，机床发挥着举足轻重的作用，赛车的每个零部件的加工精度和质量都至关重要。

技术人员在车间里也是争分夺秒，机床的速度非常关键，F1赛车的零部件都很复杂，材料加工难度大，许多零件的制造周期较长，高效率的机床可以缩短加工时间。

很多机床制造商不仅是车队的机床供应商，还是车队的技术合作伙伴，不断在F1赛事中积累经验和技术，一起打造更快的“机器”。

虽然这个赛季才刚刚结束，车队马上又要忙碌起来，为下个赛季做好准备，利用先进的机床制造新的赛车。

期待下个赛季各车队赛车的表现，同时也期待中国首位F1赛车手周冠宇在阿尔法罗密欧车队的表现。