Не стоит заново изобретать колесо? Уверены? Ведь этот механизм тоже можно бесконечно совершенствовать! И ученые Политеха Петра предложили новый подход к производству ободов автомобильных колес. С помощью электродугового выращивания специалисты напечатали обод колеса из металлической проволоки. Эксперименты показали, что полученные изделия прочнее литых образцов.
Практически каждый водитель сталкивался с неприятными последствиями при попадании колеса автомобиля в дорожную яму. Зачастую такие удары приводят к повреждению обода и оборачиваются ремонтом или заменой. Инженеры всего мира ищут способ увеличить прочность колеса. Ученые Политеха Петра предложили принципиально новый подход к производству ободов, подобных разработок в мире нет. Специалисты создали экспериментальный обод колесного диска из проволок, используя технологию электродугового выращивания (WAAM).
При Wire Arc Additive Manufacturing используют электрическую дугу для расплавления металлической проволоки, которая затем накладывается слой за слоем. Процесс WAAM автоматизирован и управляется компьютерной программой, а в создании сложных геометрических форм помогает рука робота.
Сейчас применяются три типовых технологии изготовления колесных дисков.
- Традиционное литье, при котором жидкий металл заливают в специальную форму.
- Технология flow forming, суть которой в вытягивании обода из разогретой заготовки.
- Изготовление ободов путем механической обработки из поковок (так называют заготовку, полученную с помощью свободной ковки или горячей объёмной штамповки).
В Политехе Петра же изучают перспективы использования аддитивных технологий для создания колесных дисков.
Как создавали ободы и проводили испытания
За основу специалисты взяли алюминиевую проволоку марки 5556 диаметром 1,2 мм, которую получили от компании ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики». Проволока изготовлена по уникальной технологии из длинномерной литой заготовки методом электромагнитной кристаллизации.
Для проведения испытаний специалисты подготовили 5 сборок однотипных колесных дисков размером 6,5J*14Н2. 4 литых диска изготовили на производстве Khomen Wheels, а пятый собрали из литой «звездочки» и выращенного из проволоки обода. На диски надели покрышку R14 215/70, давление в колесе составило 200 кПа. Колесо разместили на специальном стенде, имитирующем нагрузку: на колеса с различной скоростью и высотой падал груз. Такие испытания воспроизводят попадание колеса автомобиля в яму при движении.
Как показали себя ободы в экспериментах
- Выращенный инженерами обод в колесе прогнулся на 4 мм меньше, чем литой при тех же условиях.
- Колесо с выращенным ободом не полностью потеряло давление, а сохранило остаточное, что более безопасно для дорожного движения. При аналогичной нагрузке колесо с литым диском не сохранило воздуха.
При этом себестоимость образца из проволоки примерно такая же, что и у ободов, сделанных традиционными методами.
Подписывайтесь на канал «Теория большого Политеха», чтобы знать, как старые технологии меняются в новом мире!
Что ещё почитать?
