Мы привыкли, что большую часть деталей в автомобиле получают с помощью литейных технологий. Для изготовления некоторые элементов используют ковку и штамповку. Однако в последнее время на смену им приходят новые, так называемые аддитивные технологии — изготовление деталей на 3D-принтере. Когда постепенно, слой за слоем, синтезируется объект. В литейном производстве находят применение принтеры и в печати оснастки — FDM, SLA, DLP-печать, а также в изготовлении форм: Binder jetting-технология. Возможна и непосредственная печать готовых деталей из металла, например, по технологии SLS (селективного лазерного спекания) из порошка путём его сплавления.
Компания Porsche впервые применила новые технологии SLS-печати в промышленном производстве в своей новой спортивной модели полугоночного купе 911 GT2 RS. Это настоящее инновационное авто с турбокомпрессорами в двигателе, новой выхлопной системой из титана и улучшенным охлаждением мотора.
И вот в этой топовой модели автокара были впервые использованы поршни двигателя внутреннего сгорания, полученные с помощью печати на 3D-принтере.
В обычном металлообрабатывающем производстве для получения детали от заготовки отсекается всё лишнее. Такой подход называется субтрактивным методом. В случае аддитивных технологий происходит «выращивание» изделия из «ничего», а вернее создание из расходного материала — металлического порошка.
Именно применение этой технологии для получения металлических изделий положено в основу происходящей сейчас промышленной революции.
Строго говоря, литейное производство, или такое забытое сейчас направление — как порошковая металлургия — это своего рода прообразы аддитивных технологий.
Но вернёмся к 3D-печати деталей автомобиля. Эта технология позволила получить разработчикам компании Porsche:
- облегчение веса деталей на 10 % по сравнению с классическими технологиями
- получение сразу особого канала в днище поршня, которое невозможно сразу сделать при использовании обычных технологий
И это не просто положительные моменты от применения новых разработок. Детали, полученные на 3D-принтере повлияли на работу всего механизма:
- повысились обороты вращения коленвала
- снизилась температурная нагрузка на поршни
- оптимизировался процесс сгорания топлива
Так и получился современный и мощный двухтурбинный мотор автокара с увеличенным количеством лошадиных сил. Если в обычной версии машины заявлено 700 лошадиных сил, то использование аддитивных технологий позволило добавить двигателю ещё 30 «лошадей» при уменьшении расхода топлива.
Поршни для мотора Porsche печатают на 3D-принтере из металлического порошка высокой чистоты с помощью лазера. Луч проходит по контуру детали, послойно нагревает порошок, происходит спекание и получение необходимой конфигурации. Весь процесс, естественно, запрограммирован и происходит автоматически.
Качество получаемых деталей подтвердили специалисты компании Zeiss (помните сверхточные и сложные цейсовские микроскопы?)
Для того чтобы печатать деталь на принтере, пришлось изменить её конструкцию. Причём не только для того, чтобы непосредственно получить её по новой технологии, но и для того, чтобы потом эта деталь смогла встроиться в общую конструкцию узла, работать в системе — совместиться с подшипниками, системой охлаждения и маслоподачей.
Такие изменения положительно повлияли и на весь узел в целом. Ведь компания Porsche не только использует новые технологии, но работает и с современными материалами. Например, металлический выжимной рычаг сцепления усиливается термопластичной стеклотканью. За счёт этого уменьшается вес деталей, а жёсткость их увеличивается.
Компания Porsche методом 3D-печати изготавливает сидения для этой же спортивной модели Porsche, а также около 20 деталей из стального порошка, пластмассы и лёгких материалов для классических автомобилей этой марки.
Специалисты СЛТ используют в своих проектах возможности аддитивных технологий, а также другие инновационные проекты, например, жидкая ковка тугоплавких титановых сплавов в вакууме или восстановление из лома чистого молибдена. Обратитесь к нам за консультацией, и мы поможем вашему производству стать более современным и прогрессивным.
#slt #слт #3d печать #авто #литейка