Orlaivio variklio dalių svorio sumažinimas per metalinę 3D spausdinimą: atvejo analizė

Fono atvejis
Naudojant lazerinio lydymo technologiją – vieną iš 3D spausdinimo technologijų – mokslinis ir pramoninis bendradarbiavimas projekte „Leichtbau Motor“ sukūrė beveik 21% mažiau sveriantį vidaus degimo variklį. Šis pastebimas svorio mažinimo poveikis sulaukė didelio susidomėjimo, ypač aviacijos ir kosmoso sektoriuje, kur orlaivių našumas ir efektyvumas priklauso nuo lengvo svorio.
Techninės idėjos
Metalo 3D spausdinimo technologija yra papildomas gamybos metodas, paverčiantis skaitmeninius modelius fiziniais. Pagrindinė idėja yra sukurti numatomo produkto 3D modelį naudojant kompiuterinio projektavimo (CAD) programinę įrangą, tada modelį supjaustyti ir išskaidyti į kelis plonus sluoksnius, sukuriant kiekvieno plono sluoksnio spausdinimo kelią. Pasirinkę tinkamą 3D spausdintuvą ir medžiagas, supjaustytus failus perkelkite į spausdintuvą, kad būtų galima spausdinti sluoksnis po sluoksnio ir pagaliau užbaigti objekto gamybą.
Atvejo egzaminas
Karterio ir cilindro galvutės svorio mažinimo konstrukcija
„Leichtbau Motor“ projekto komanda nusprendė maksimaliai padidinti variklio cilindro galvutės ir karterio našumą. Šių dviejų aliuminio lydinių liejinių svoris pastebimai sumažėjo po 3D spausdinimo technologijos atnaujinimo.
Cilindro dangtis:
Topologiškai optimizavus cilindro galvutę, perstatyta cilindro galvutė sumažino svorį 2,3 kg, taigi 22% mažiau nei originali dalis.
Skyrius, patiriantis didelį mechaninį stresą, buvo sustiprintas siekiant garantuoti stiprumą po svorio mažinimo. Dvigubos „T“ sijos (IPB) kartu su integruotais uždarais stalčiais sukuria idealų svorio mažinimo ir standumo sulaikymo santykį.
Novatoriška kryžiaus srauto aušinimo sistema sumažina degimo kameros temperatūrą iki 40%, naudodama atskirą aušinimo liniją, o ne didelę talpos vandens striukę, todėl sumažina reikiamą vandens suvartojimą.
Crankscase:
Svorio mažinimo konstrukcijos: perstatytas karteris sveria mažiau 5,1 kg. Sukurtas kaip trumpas sijonas su aliuminio lovos plokšte, karteris pakeičia plieninį guolio dangtelį lovos plokšte, todėl sumažėja pagrindinė dyzelinio variklio pagrindinio guolio trintis.
Atviros horizontalios apkrovos konstrukcijos, esančios karterio pertvaroje, tinkamose vietose yra sutvirtintos kryžminėmis kompozitinėmis medžiagomis. Papildomas sutvirtinimas gaunamas iš dviejų lengvų jungiamųjų vamzdžių, esančių šalia balanso ašies.
Medžiagos optimizavimas yra stiklo pluošto sustiprinta fenolio dervos, sudaranti šoninį karterio dangtį, todėl sutaupykite maždaug 15% svorio.
Alyvos grandinės ir išmetimo vamzdžio pagerinimas
Išmetimo vamzdis: izoliacijos sluoksnis yra tiesiogiai atspausdintas naudojant 3D spausdinimo technologiją, todėl paspartėja šilumos susidarymas išmetamųjų dujų papildomo apdorojimo sistemoje.
Naftos grandinių optimizavimas: tiek šalto, tiek reguliariai veikimo metu, geresnė alyvos grandinė siūlo papildomų privalumų. Nauji laidai (lenkimas vietoj aštraus įlinkio) ir skerspjūvio patobulinimai 22%kartu sumažina slėgio nuostolius cilindro galvutėje ir karteryje.
Išmokų taikymas
lengvas dizainas: dėl idealių spausdinimo struktūrų ir patobulintų medžiagų kokybės metalo 3D spausdinimo technologija pasiekia lengvą aviacijos komponentų dizainą, taip smarkiai padidindama orlaivių našumą ir efektyvumą.
Metalo 3D spausdinimo technologija, kaip priedinė gamybos technika, iš esmės neleidžia prarasti išteklių, laiko ir kitų sąnaudų „vienodos medžiagų gamybos ir atimamosios gamybos“ procese. Individualizavimas padeda sutrumpinti kūrybinį ciklą ir padidinti gamybos efektyvumą.
Sudėtingos struktūros gamyba: metalo 3D spausdinimo technologija gali iš karto paversti CAD modelius fiziniais sudėtingų struktūrų aviacijos komponentų modeliais, taip tiksliai atkartojant vieną su{2}}vienu ir sprendžiant sudėtingo atkūrimo taikant įprastines gamybos technologijas iššūkį.
Kai kurių aviacijos komponentų tarnavimo laikas aviacijos ir kosmoso sektoriuje yra ribotas, todėl juos reikia reguliariai prižiūrėti ir taisyti. Metalo 3D spausdinimo technologijomis įmanomas greitas komponentų gamyba ir tikslus pažeistų vietų atstatymas padeda sutaupyti gamybos kaštus.

https: //www.china -3 dprinting.com/metal -3 d-spausdinimo/mjf -3 d-spausdinimo-nylon-pa 12-} car-strarts.html