Фоновий випадок
Використовуючи технологію лазерного плавлення – одну з технологій 3D-друку – науково-виробнича кооперація створила двигун внутрішнього згоряння, який майже на 21% менший за вагою в проекті «Leichtbau Motor». Цей помітний вплив зменшення ваги викликав великий інтерес, особливо в аерокосмічному секторі, де продуктивність і ефективність літака залежать від легкої конструкції.
технічні ідеї
Технологія 3D-друку з металу являє собою адитивний метод виробництва, який перетворює цифрові моделі на фізичні. Основна ідея полягає в тому, щоб створити 3D-модель запланованого продукту за допомогою програмного забезпечення для автоматизованого проектування (CAD), а потім розрізати та розкласти модель на кілька тонких шарів, створюючи шлях друку для кожного тонкого шару. Після вибору відповідного 3D-принтера та матеріалів перемістіть нарізані файли на принтер для шарового друку та нарешті завершіть виготовлення об’єкта.
розгляд справи
Конструкція для зменшення ваги картера та головки блоку циліндрів
Команда проекту «Leichtbau Motor» вирішила максимізувати продуктивність ГБЦ і картера двигуна. Ці два виливки з алюмінієвого сплаву помітно зменшили вагу після переробки технології 3D-друку.
Покриття циліндра:
Завдяки топологічній оптимізації головки блоку циліндрів відновлена головка блоку циліндрів зменшила вагу на 2,3 кг, тобто на 22% менше, ніж оригінальний компонент.
Секція, яка зазнає великих механічних навантажень, була посилена, щоб гарантувати міцність після зменшення ваги. Подвійні Т-подібні балки (IPB) у поєднанні з вбудованими закритими висувними ящиками забезпечують ідеальне співвідношення зменшення ваги до збереження жорсткості.
Інноваційна система охолодження з перехресним потоком знижує температуру в камері згоряння до 40% завдяки використанню окремої лінії охолодження замість водяної сорочки великої місткості, таким чином зменшуючи необхідне споживання води.
Картер:
Конструкції для зменшення ваги: відновлений картер важить менше 5,1 кг. Розроблений як коротка спідниця з алюмінієвою опорною пластиною, картер замінює сталеву кришку підшипника опорною пластиною, таким чином знижуючи тертя основного підшипника дизельного двигуна.
Відкриті горизонтальні навантажувальні конструкції, розташовані в перегородці картера, у відповідних місцях посилені поперечно-ребристими композитними матеріалами. Додаткове посилення забезпечується двома легкими з’єднувальними трубами поблизу осі балансу.
Оптимізація матеріалу: фенольна смола, армована скловолокном, утворює бічну кришку картера, що дозволяє заощадити приблизно 15% ваги.
Удосконалення масляного контуру та вихлопної труби
Вихлопна труба: ізоляційний шар друкується безпосередньо за допомогою технології 3D-друку, що прискорює виділення тепла в системі обробки вихлопних газів.
Оптимізація масляних контурів: кращий масляний контур забезпечує додаткові переваги як під час холодного запуску, так і під час звичайної роботи. Нова проводка (згинання замість різкого прогину) і покращення поперечного перерізу разом знижують втрати тиску в головці блоку циліндрів і картері на 22%.
Застосування пільг
легка конструкція: завдяки ідеальній структурі друку та покращеній якості матеріалу технологія 3D-друку з металу забезпечує полегшену конструкцію авіаційних компонентів, тим самим значно підвищуючи продуктивність та ефективність літаків.
Будучи адитивною технікою виробництва, технологія 3D-друку з металу по суті запобігає втраті ресурсів, часу та інших витрат у процесі «виробництва рівних матеріалів і субтрактивного виробництва». Індивідуальне налаштування допомагає скоротити творчий цикл і підвищити ефективність виробництва.
Виробництво зі складною структурою: технологія 3D-друку з металу може миттєво перетворити CAD-моделі на фізичні моделі для авіаційних компонентів зі складною структурою, таким чином досягаючи точного--відтворення один до одного та вирішуючи проблему складного відтворення у звичайних технологіях виробництва.
Деякі компоненти авіації в аерокосмічному секторі мають обмежений термін служби та потребують регулярного технічного обслуговування та ремонту. Швидке виготовлення компонентів і точне відновлення пошкоджених ділянок, які стали можливими завдяки технологіям 3D-друку з металу, допомагають заощадити витрати на виробництво.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/mjf-3d-printing-nylon-pa12-car-parts.html