Baggrundskasse
Ved at bruge lasersmelteteknologi - en af 3D-printteknologierne - skabte et videnskabeligt og industrielt samarbejde en forbrændingsmotor, der vejede næsten 21 % mindre i "Leichtbau Motor"-projektet. Denne bemærkelsesværdige vægtreduktion har vakt stor interesse, især i rumfartssektoren, hvor flyets ydeevne og effektivitet afhænger af letvægtsdesign.
tekniske ideer
Ved lag for lag materialestabling er metal 3D-printteknologi en additiv fremstillingsmetode, der gør digitale modeller til fysiske. Den grundlæggende idé er at producere en 3D-model af det påtænkte produkt ved hjælp af computerstøttet design (CAD) software, derefter skære og dekomponere modellen i flere tynde lag, hvilket producerer udskrivningsstien for hvert tyndt lag. Når du har valgt den passende 3D-printer og materialer, skal du flytte de udskårne filer til printeren for at printe lag for lag og til sidst afslutte objektets produktion.
sagsundersøgelse
Design til vægtreduktion af krumtaphus og topstykke
Besætningen på "Leichtbau Motor"-projektet besluttede at maksimere motorens cylinderhoved og krumtaphusydelse. Disse to aluminiumslegeringsstøbegods har oplevet en markant vægtreduktion efter genfremstilling af 3D-printteknologi.
Afdækningen af cylinderen:
Ved hjælp af topologisk optimering af topstykket har det ombyggede topstykke sænket vægten med 2,3 kg, altså 22 % mindre end den originale komponent.
Sektionen, der oplever stor mekanisk belastning, er blevet forstærket for at garantere styrken efter vægtreduktion. Dobbelte T-bjælker (IPB) kombineret med integrerede lukkede skuffer giver det ideelle forhold mellem vægtreduktion og stivhed.
Det innovative crossflow-kølesystem reducerer temperaturen i forbrændingskammeret med op til 40% ved at bruge en separat køleledning i stedet for en stor vandkappe, hvilket sænker det nødvendige vandindtag.
Krumtaphus:
Design til vægtreduktion: Det ombyggede krumtaphus vejer mindre 5,1 kg. Designet som et kort skørt med en aluminiumsbundplade, erstatter krumtaphuset stållejedækslet med bundpladen, og sænker derfor den grundlæggende friktion i dieselmotorens hovedleje.
Åbne vandrette laststrukturer, der findes i krumtaphusets skillevæg, er forstærket med krydsribbede kompositmaterialer på egnede steder. Ekstra forstærkning kommer fra de to lette forbindelsesrør i nærheden af balanceaksen.
Materialeoptimering er Glasfiberforstærket phenolharpiks udgør sidedækslet på krumtaphuset og sparer derfor omkring 15 % af vægten.
Forbedring af oliekredsløb og udstødningsrør
Udstødningsrør: Isoleringslaget printes direkte ved hjælp af 3D-printteknologi, hvilket accelererer varmeudviklingen i udstødningsgasefterbehandlingssystemet.
Optimering af oliekredsløb: Både under koldstart og almindelig drift giver det bedre oliekredsløb yderligere fordele. Nye ledninger (bøjning i stedet for skarp afbøjning) og tværsnitsforbedringer reducerer tilsammen tryktabet i topstykke og krumtaphus med 22 %.
Ansøgninger om fordele
letvægtsdesign: Ved hjælp af ideelle printstrukturer og forbedrede materialekvaliteter opnår metal 3D-printteknologi letvægtsdesign af luftfartskomponenter, hvilket i høj grad øger flyets ydeevne og effektivitet.
Som en additiv fremstillingsteknik forhindrer metal 3D-printteknologi i det væsentlige tab af ressourcer, tid og andre omkostninger i processen med "lige materialefremstilling og subtraktiv fremstilling". Personlig tilpasning hjælper med at forkorte den kreative cyklus og øge produktionseffektiviteten.
Fremstilling med en kompleks struktur: Metal 3D-printteknologi kan øjeblikkeligt oversætte CAD-modeller til fysiske modeller for luftfartskomponenter med komplicerede strukturer, og dermed opnå en-til--nøjagtig replikering og løse udfordringen med vanskelig reproduktion i konventionelle fremstillingsteknikker.
Nogle luftfartskomponenter i luftfartssektoren har begrænset levetid og har brug for regelmæssig vedligeholdelse og reparation. Hurtig komponentproduktion og nøjagtig restaurering af beskadigede områder muliggjort af 3D-printteknologier i metal hjælper med at spare produktionsomkostninger.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/mjf-3d-printing-nylon-pa12-car-parts.html