Фонов случай
Използвайки технологията за лазерно топене - една от технологиите за 3D печат - научно и индустриално сътрудничество създаде двигател с вътрешно горене, който е с почти 21% по-малко тегло в проекта "Leichtbau Motor". Това забележително въздействие върху намаляването на теглото предизвика голям интерес, особено в авиокосмическия сектор, където производителността и ефективността на самолетите зависят от лекия дизайн.
технически идеи
Чрез наслагване на материал слой по слой, технологията за 3D печат на метал е допълнителен производствен метод, превръщащ цифровите модели във физически. Основната идея е да се създаде 3D модел на планирания продукт с помощта на софтуер за компютърно проектиране (CAD), след което да се нареже и разложи моделът на няколко тънки слоя, като се създаде пътя за печат за всеки тънък слой. След като изберете подходящия 3D принтер и материали, преместете нарязаните файлове в принтера за печат слой по слой и най-накрая завършете производството на обекта.
разглеждане на случай
Дизайн за намаляване на теглото на картера и главата на цилиндъра
Екипът на проекта "Leichtbau Motor" реши да увеличи максимално работата на цилиндровата глава и картера на двигателя. Тези две отливки от алуминиева сплав са отбелязали значително намаляване на теглото след повторно производство на технологията за 3D печат.
Покритието на цилиндъра:
Чрез топологична оптимизация на главата на цилиндъра, реконструираната глава на цилиндъра е намалила теглото си с 2,3 kg, по този начин с 22% по-малко от оригиналния компонент.
Секцията, изпитваща голямо механично напрежение, е подсилена, за да се гарантира здравината след намаляване на теглото. Двойни Т-образни греди (IPB), комбинирани с интегрирани затворени чекмеджета, създават идеалното съотношение на намаляване на теглото към запазване на твърдостта.
Иновативната система за охлаждане с кръстосан поток намалява температурата в горивната камера с до 40%, като използва отделна охлаждаща линия вместо водна риза с голям капацитет, като по този начин намалява необходимия прием на вода.
Картер:
Проекти за намаляване на теглото: Възстановеният картер тежи по-малко от 5,1 кг. Проектиран като къса пола с алуминиева опорна плоча, картерът замества стоманения капак на лагера с основната плоча, като по този начин намалява триенето на основните лагери на дизеловия двигател.
Отворените хоризонтални товарни конструкции, открити в преградата на картера, са подсилени с напречно оребрени композитни материали на подходящи места. Допълнителното укрепване идва от двете леки свързващи тръби в близост до оста на баланса.
Оптимизацията на материала е фенолна смола, подсилена със стъклени влакна, която съставлява страничния капак на картера, като по този начин спестява приблизително 15% от теглото.
Подобряване на масления кръг и изпускателната тръба
Изпускателна тръба: Изолационният слой е директно отпечатан с помощта на технология за 3D печат, което ускорява генерирането на топлина в системата за последваща обработка на отработените газове.
Оптимизиране на маслените вериги: Както по време на студен старт, така и при нормална работа, по-добрата маслена верига предлага допълнителни предимства. Новото окабеляване (огъване вместо рязко отклонение) и подобренията на напречното сечение съвместно намаляват загубите на налягане в главата на цилиндъра и картера с 22%.
Приложения на обезщетения
олекотен дизайн: Чрез идеални структури за печат и подобрени качества на материала, технологията за 3D печат на метал постига олекотен дизайн на авиационните компоненти, като по този начин значително повишава производителността и ефективността на самолетите.
Като адитивна производствена техника, технологията за 3D печат на метал по същество предотвратява загубата на ресурси, време и други разходи в процеса на „еднакво производство на материали и субтрактивно производство“. Личното персонализиране помага за съкращаване на творческия цикъл и повишаване на ефективността на производството.
Производство със сложна структура: Технологията за 3D печат на метал може незабавно да преведе CAD моделите във физически модели за авиационни компоненти със сложни структури, като по този начин се постига точно копие едно към --едно и се справя с предизвикателството на трудното възпроизвеждане в конвенционалните производствени техники.
Някои авиационни компоненти в аерокосмическия сектор имат ограничен експлоатационен живот и се нуждаят от редовна поддръжка и ремонт. Бързото производство на компоненти и точното възстановяване на зоната на повреда, станало възможно благодарение на технологиите за 3D печат на метал, спомагат за спестяване на производствени разходи.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/mjf-3d-printing-nylon-pa12-car-parts.html