Дмитрий Смычковский о пользе 3D-печати

Автомобильный производитель из Ингольштадта рассказал о том, как помогают в производстве спортивных автомобилей современные технологии. Одной из таких стала запатентованная технология объёмной печати специальным сплавом под кодовым названием М174+.

Porsche занимается 3D-печатью некоторых деталей для своих автомобилей и прототипов уже более 30 лет и, в настоящее время, продает около 20 деталей Porsche Classic с пластиковой, стальной и легированной печатью для коллекционных автомобилей. Кроме того, недавно были открыты заказы на ковшеобразные сиденья для спортивных моделей 911 и 718, что позволяет клиентам указывать твердость, цвет и форму поверхностей подушки и спинки. Однако, автомобильные поршни могут стать самым амбициозным применением технологии 3D-печати.

Процесс начинается с изменения дизайна поршня с учетом преимуществ 3D-печати. Porsche использовал компьютерное моделирование и искусственный интеллект для оптимизации формы опоры поршня и топологии, удаляя материал там, где он не нужен, и добавляя, где это необходимо.

Результатом является то, что автопроизводитель называет «бионическим» дизайном, использующим органическую структурную форму. Часть оптимизации 3D-печати включает минимизацию вспомогательного материала, который необходимо обработать позже.

Porsche также смогла встроить охлаждающий канал в конструкцию поршня и отдельно разработать специальные масляные форсунки. Произвести литую деталь с таким тонким внутренним каналом с помощью механической обработки просто невозможно, уверяет автомобильный производитель. Поршни изготавливаются на высокоточном лазерном 3D-принтере Trumpf TruPrint 3000, который создает детали слоями толщиной от 0,02 до 0,1 миллиметра за счет сварки тонкого металлического порошка с помощью мощных и точных лазеров. Используемый материал представляет собой запатентованный алюминиевый сплав под названием M174+, разработанный и предоставленный партнером и производителем деталей Mahle. Каждый поршень состоит из около 1200 слоев сплавленного сплава, на печать которого уходит около 12 часов. К счастью, они могут печатать их партиями.

Porsche и его партнеры утверждают, что свойства конечного продукта сопоставимы со свойствами литого материала для производства поршней, а конечной проверкой деталей занимается оборудование немецкого производителя оптических систем Zeiss.

Во время испытания шесть поршней были установлены 3,8-литровый двигатель с рядной шестеркой и двойным турбонаддувом. Испытание включало в себя 24-часовое моделируемое скоростное вождение, повторяющее суровые условия гоночной трассы длиной 6000 километров со средней скоростью 250 километров в час. Porsche даже включил в «заезд» имитационные остановки для дозаправки. Затем инженеры запустили поршни в течение 135 часов при полной нагрузке и 25 часов под нагрузкой сопротивления при различных скоростях. Через двести часов испытание было признано успешным, так как все шесть поршней выдержали такую нагрузку.

Каждый алюминиевый поршень, напечатанный на 3D-принтере на 10 процентов легче кованого поршня, который обычно используется в GT2 RS. А «рабочая» температура при таких нагрузках ниже на 20 градусов, чем у поршней без охлаждающего канала. Это означает, что в последующем двигатель, работающий на напечатанных поршнях, может перенести большее количество оборотов в минуту. По словам Фрэнка Икингера из департамента Advance Drive Porsche, такой температурный запас может обеспечить дополнительно 300 оборотов в минуту, что добавит для автомобиля примерно 30 лошадиных сил.

ИСТОЧНИК Блог Дмитрия Смычковского