Cas de fons
Utilitzant la tecnologia de fusió làser, una de les tecnologies d'impressió 3D, una cooperació científica i industrial va crear un motor de combustió interna que gairebé un 21% menys de pes en el projecte "Leichtbau Motor". Aquest impacte notable en la reducció de pes ha despertat molt d'interès, especialment en el sector aeroespacial, on el rendiment i l'eficiència de les aeronaus depenen del disseny lleuger.
idees tècniques
Mitjançant l'apilament de material capa per capa, la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica és un mètode de fabricació additiva que converteix models digitals en físics. La idea bàsica és produir un model 3D del producte previst mitjançant programari de disseny assistit per ordinador (CAD), després tallar i descompondre el model en diverses capes fines, produint el camí d'impressió per a cada capa prima. Després d'escollir la impressora 3D i els materials adequats, moveu els fitxers tallats a la impressora per a la impressió capa per capa i, finalment, finalitzeu la producció de l'objecte.
examen del cas
Disseny per a la reducció de pes del càrter i la culata
La tripulació del projecte "Leichtbau Motor" va decidir maximitzar el rendiment de la culata del motor i del càrter. Aquestes dues peces d'aliatge d'alumini han experimentat una notable reducció de pes després de la remanufactura de la tecnologia d'impressió 3D.
El recobriment del cilindre:
Mitjançant l'optimització topològica de la culata, la culata reconstruïda ha reduït el pes en 2,3 kg, per tant un 22% menys que el component original.
S'ha reforçat la secció que experimenta grans tensions mecàniques per tal de garantir la resistència després de la reducció de pes. Les bigues en T dobles (IPB) combinades amb calaixos tancats integrats produeixen la relació ideal de reducció de pes i retenció de rigidesa.
L'innovador sistema de refrigeració de flux creuat redueix la temperatura a la cambra de combustió fins a un 40% mitjançant l'ús d'una línia de refrigeració separada en lloc d'una camisa d'aigua de gran capacitat, reduint així la presa d'aigua necessària.
Carter:
Dissenys per a la reducció de pes: el càrter reconstruït pesa menys de 5,1 kg. Dissenyat com una faldilla curta amb una placa de llit d'alumini, el cárter substitueix la coberta del coixinet d'acer per la placa del llit, reduint per tant la fricció bàsica del coixinet principal del motor dièsel.
Les estructures de càrrega horitzontals obertes que es troben a la partició del cárter es reforcen amb materials compostos amb nervadures creuades en llocs adequats. El reforç addicional prové de les dues canonades de connexió lleugeres a les proximitats de l'eix d'equilibri.
L'optimització del material és la resina fenòlica reforçada amb fibra de vidre que constitueix la coberta lateral del cárter, estalviant, per tant, aproximadament un 15% de pes.
Millora del circuit d'oli i tub d'escapament
Tub d'escapament: la capa d'aïllament s'imprimeix directament mitjançant la tecnologia d'impressió 3D, per tant accelera la generació de calor al sistema de posttractament dels gasos d'escapament.
Optimització dels circuits d'oli: tant durant l'arrencada en fred com en el funcionament habitual, el millor circuit d'oli ofereix avantatges addicionals. El nou cablejat (flexió en lloc de deflexió pronunciada) i les millores de la secció transversal redueixen conjuntament les pèrdues de pressió a la culata i al càrter en un 22%.
Aplicacions de les prestacions
Disseny lleuger: mitjançant estructures d'impressió ideals i qualitats de materials millorades, la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica aconsegueix un disseny lleuger de components d'aviació, augmentant així molt el rendiment i l'eficiència de les aeronaus.
Com a tècnica de fabricació additiva, la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica prevé essencialment la pèrdua de recursos, temps i altres costos en el procés de "fabricació de materials iguals i fabricació subtractiva". La personalització personal ajuda a escurçar el cicle creatiu i augmenta l'eficiència de la fabricació.
Fabricació amb una estructura complexa: la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica pot traduir immediatament models CAD en models físics per a components d'aviació amb estructures complicades, per tant aconseguir una replicació exacta un a--i abordant el repte de la reproducció difícil de les tècniques de fabricació convencionals.
Alguns components d'aviació del sector aeroespacial tenen una vida útil limitada i necessiten manteniment i reparació regulars. La producció ràpida de components i la restauració exacta de l'àrea de dany possible gràcies a les tecnologies d'impressió 3D de metall ajuden a estalviar costos de producció.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/mjf-3d-printing-nylon-pa12-car-parts.html