Arka plan vakası
"Leichtbau Motor" projesinde, 3 boyutlu baskı teknolojilerinden biri olan lazer eritme teknolojisi kullanılarak bilimsel ve endüstriyel işbirliğiyle neredeyse %21 daha hafif bir içten yanmalı motor ortaya çıkarıldı. Bu kayda değer ağırlık azaltma etkisi, özellikle uçak performansının ve verimliliğinin hafif tasarıma bağlı olduğu havacılık sektöründe büyük ilgi gördü.
teknik fikirler
Metal 3D baskı teknolojisi, katman katman malzeme istifleme yoluyla dijital modelleri fiziksel modellere dönüştüren bir eklemeli üretim yöntemidir. Temel fikir, bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımını kullanarak amaçlanan ürünün 3 boyutlu modelini üretmek, ardından modeli dilimleyip birkaç ince katmana ayırarak her ince katman için yazdırma yolunu oluşturmaktır. Uygun 3D yazıcıyı ve malzemeleri seçtikten sonra dilimlenmiş dosyaları katman katman yazdırmak için yazıcıya taşıyın ve son olarak nesnenin üretimini tamamlayın.
vaka incelemesi
Karter ve silindir kapağının ağırlığını azaltacak tasarım
"Leichtbau Motor" projesinin ekibi, motor silindir kafası ve karter performansını en üst düzeye çıkarmaya karar verdi. Bu iki alüminyum alaşımlı döküm, 3D baskı teknolojisinin yeniden üretilmesinin ardından kayda değer bir ağırlık azalması gördü.
Silindirin kaplaması:
Silindir kapağının topolojik optimizasyonu sayesinde, yeniden oluşturulan silindir kapağının ağırlığı 2,3 kg azaltıldı, böylece orijinal bileşenden %22 daha az oldu.
Ağırlığın azaltılmasının ardından mukavemeti garanti etmek için büyük mekanik strese maruz kalan bölüm güçlendirildi. Entegre kapalı çekmecelerle birleştirilmiş çift T-kirişler (IPB), ideal ağırlık azaltma/sertlik koruma oranını sağlar.
Yenilikçi çapraz akışlı soğutma sistemi, büyük kapasiteli su ceketi yerine ayrı bir soğutma hattı kullanarak yanma odasındaki sıcaklığı %40'a kadar azaltır, dolayısıyla gerekli su alımını azaltır.
Karter:
Ağırlığı azaltmaya yönelik tasarımlar: Yeniden oluşturulan karterin ağırlığı 5,1 kg'dan azdır. Alüminyum yatak plakalı kısa etek olarak tasarlanan karter, çelik yatak kapağını yatak plakasıyla değiştirir, böylece temel dizel motor ana yatak sürtünmesini azaltır.
Karter bölmesinde bulunan açık yatay yük yapıları uygun yerlerde çapraz nervürlü kompozit malzemelerle güçlendirilmiştir. Denge ekseni yakınındaki iki hafif bağlantı borusu ekstra takviye sağlar.
Malzeme optimizasyonu Cam elyaf takviyeli fenolik reçine, karterin yan kapağını oluşturur, bu nedenle ağırlıktan yaklaşık %15 tasarruf sağlanır.
Yağ devresi ve egzoz borusunun iyileştirilmesi
Egzoz borusu: Yalıtım katmanı doğrudan 3D baskı teknolojisi kullanılarak basılmıştır, bu nedenle egzoz gazı son işlem sisteminde ısı üretimi hızlandırılır.
Yağ devrelerinin optimize edilmesi: Hem soğuk başlatma hem de normal çalışma sırasında, daha iyi yağ devresi ek faydalar sunar. Yeni kablolama (keskin sapma yerine bükülme) ve kesit iyileştirmeleri, silindir kafası ve karterdeki basınç kayıplarını birlikte %22 oranında azaltır.
Fayda uygulamaları
Hafif tasarım: İdeal baskı yapıları ve gelişmiş malzeme kaliteleri sayesinde metal 3D baskı teknolojisi, havacılık bileşenlerinin hafif tasarımını sağlayarak uçağın performansını ve verimliliğini büyük ölçüde artırır.
Bir eklemeli üretim tekniği olan metal 3D baskı teknolojisi, esas itibariyle "eşit malzemeli imalat ve eksilmeli imalat" sürecindeki kaynak, zaman ve diğer maliyet kayıplarını önlemektedir. Kişisel olarak kişiselleştirme, yaratıcı döngüyü kısaltmaya ve üretim verimliliğini artırmaya yardımcı olur.
Karmaşık bir yapıya sahip üretim: Metal 3D baskı teknolojisi, CAD modellerini karmaşık yapılara sahip havacılık bileşenleri için anında fiziksel modellere dönüştürebilir, böylece bire bir--tam kopyalamayı gerçekleştirebilir ve geleneksel üretim tekniklerindeki zor çoğaltma zorluğunu ortadan kaldırabilir.
Havacılık ve uzay sektöründeki bazı havacılık bileşenlerinin kullanım ömrü sınırlıdır ve düzenli bakım ve onarıma ihtiyaç duyar. Metal 3D baskı teknolojilerinin mümkün kıldığı hızlı bileşen üretimi ve hasar bölgesinin tam olarak onarılması, üretim maliyetlerinden tasarruf edilmesine yardımcı olur.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/mjf-3d-printing-nylon-pa12-car-parts.html