Aktibo nga gisuhid sa Porsche ang teknolohiya sa pag-imprenta sa 3D ug karon, sa unang higayon, gipadapat kini sa labi ka gipasiugda nga mga sangkap sa paglihok sama sa mga piston. Kini usa pa ka prototype, apan ang una nga mga resulta sa mga pagsulay sa giimprinta nga mga piston nagsaad.
Resulta sa panagtambayayong sa pag-uswag tali sa Porsche, Mahle ug Trumpf (nga nagpalambo sa mga proseso sa produksiyon ug pag-imprenta), aron sulayan kini nga teknolohiya, ang tiggama sa Aleman nagtigum niini nga mga piston sa flat-unom nga "monster" 911 GT2 RS.
Mahimong mangutana ka, nganong nag-print ug piston?
Ang mga hinimo nga piston sa makina sa 911 GT2 RS naggamit na sa teknolohiya sa produksiyon nga naghiusa sa gaan, kusog ug kalig-on. Mahinungdanon nga mga bahin aron makasugakod sa kalisud sa gisaad nga taas nga pasundayag.
Bisan pa, posible nga moadto pa. Ang 3D printing o additive manufacturing (pinaagi sa mga lut-od) nagtugot kanimo sa pag-optimize sa disenyo sa piston, ilabi na sa lebel sa estruktura, pagpadapat sa materyal lamang ug kung diin ang mga pwersa molihok sa piston. Usa ka pag-optimize nga imposible nga makuha gamit ang tradisyonal nga mga pamaagi sa paggama, mahimo ra tungod kay ang 3D nga pag-imprenta "naghimo" sa layer sa butang pagkahuman sa layer, nga nagpaposible sa pagsuhid sa mga bag-ong porma.
Mag-subscribe sa among newsletter
Ang pag-optimize sa disenyo moresulta sa mas organiko kaysa geometriko nga mga porma nga morag gikan mismo sa kinaiyahan, busa ang designasyon sa bionic nga disenyo.
Sa katapusan, kami adunay usa ka sangkap nga adunay kinahanglan nga integridad sa istruktura - giingon ni Porsche nga ang giimprinta nga mga piston mas kusgan pa kaysa sa mga hinimo - apan gamay nga materyal ang gikinahanglan aron makab-ot kini nga resulta sa usa ka labi ka gaan nga sangkap.
Pagkumpara sa forged piston (wala) sa giimprinta nga piston (tuo).
10% nga mas gaan, labaw pa sa 300 rpm, labaw pa nga 30 hp
Sa kaso sa giimprinta nga mga piston sa Porsche, kini nga teknolohiya nagtugot kanila sa pagpakunhod sa ilang masa sa 10% kon itandi sa mga peke nga piston nga gigamit sa standard 911 GT2 RS, apan sumala ni Frank Ickinger sa advanced development department sa Porsche "ang among mga simulation nagpakita nga adunay usa ka potensyal nga hangtod sa 20% nga pagtipig sa timbang".
Sa usa ka sakyanan, ang gibug-aton, o hinoon mass, mao ang kaaway—mao usab ang tinuod sa usa ka makina. Ang piston usa ka naglihok nga sangkap, mao nga ang pagtangtang sa masa nagdala og mga bentaha. Pinaagi sa pagkagaan adunay gamay nga inertia, busa, sa prinsipyo, gamay nga paningkamot ang gikinahanglan aron mapalihok kini.
Ang resulta mao nga ang giimprinta nga mga piston sa Porsche nagtugot sa 911 GT2 RS's 3.8 biturbo flat-six nga modagan sa 300 rpm sa ibabaw sa makina sa produksiyon, nga miresulta sa dugang nga 30 hp sa maximum power, o 730 hp imbes sa 700 cv.
Apan ang mga bentaha wala matapos sa labi ka gaan sa piston. Sama sa nahisgotan na namo, ang 3D nga pag-imprenta nagtugot sa mga paagi nga imposibleng makab-ot gamit ang tradisyonal nga mga pamaagi sa paggama. Sa kaso niining mga giimprinta nga mga piston, ang paghimo sa layer gitugotan alang sa pagdugang sa usa ka cooling duct sa likod sa mga piston ring. Sama kini sa usa ka sirado nga tubo sa sulod sa piston, nga adunay duha ra nga pagbukas sa pagsulod ug outlet alang sa sirkito sa lana.
Uban niini nga pamaagi sa dugang nga pagpabugnaw, ang temperatura sa piston sa diha nga sa operasyon mius-os sa labaw pa kay sa 20 ° C sa tukma diin kini ubos sa pinakataas nga thermal load. Pinaagi sa pagkab-ot sa ubos nga operating temperatura sa piston, Porsche usab nakahimo sa pag-optimize sa pagkasunog, pagdugang sa pressure ug temperatura, nga miresulta sa mas episyente. Sama sa giingon ni Frank Ickinger:
"Kini usa ka maayong panig-ingnan kung giunsa ang makina sa pagkasunog adunay potensyal alang sa umaabot."
Giunsa gihimo ang giimprinta nga mga piston sa Porsche
Ang pakigtambayayong sa Mahle - nga nagpalambo ug naghimo sa mga peke nga piston alang sa 911 GT2 RS - nagtugot kanila sa paghimo sa metallic powder nga nagsilbing "tinta" sa pag-imprinta sa mga piston. Ang pulbos naggamit sa Mahle's M174+ aluminum alloy, parehas sa mga forged piston sa 911 GT2 RS. Sa ingon, ang mga kinaiya sa giimprinta nga mga piston ikatandi sa mga peke nga piston.
Gitunaw sa laser ang metallic powder ug, hut-ong sa layer, ang mga piston maporma.
Pagsulod sa Trumpf, kinsa nagpalambo sa proseso sa produksiyon ug pag-imprenta. Ang high-precision nga Trumpf TruPrint 3000 3D Printer nagsagol sa powder, layer human layer, pinaagi sa proseso nga gitawag og LMF, o laser metal fusion. Niini nga proseso ang powder natunaw sa usa ka laser beam nga adunay gibag-on nga 0.02 mm hangtod 0.1 mm, layer sa layer.
Niini nga kaso gibana-bana nga 1200 ka mga lut-od ang gikinahanglan nga mokabat ug 12 ka oras aron maimprinta.
Gitugotan sa makina sa pag-imprenta sa Trumpf ang pag-imprinta sa lima ka piston nga dungan ug pagkahuman sa mabinantayon nga pag-analisar sa giimprinta nga mga piston, sa pakigtambayayong sa Zeiss, gipamatud-an nga wala sila lahi sa mga peke nga piston.
Ang tig-imprenta ni Trumpf makaimprinta ug lima ka piston nga dungan.
pagsulay, pagsulay ug pagsulay
Human sila ma-mount sa flat-six sa 911 GT2 RS, panahon na nga sulayan kini. Uban sa makina nga gibutang sa usa ka test bench, gibutang kini sa pagsulay sa usa ka pagsulay sa paglahutay sulod sa 200 ka oras.
Lakip sa lainlaing mga pagsulay nga gihimo, ang usa kanila nag-simulate sa usa ka 24-oras nga lumba sa usa ka high-speed nga sirkito: kini "mibiyahe" sa gibana-bana nga 6000 km nga gilay-on sa usa ka average nga tulin nga 250 km / h, bisan ang pag-simulate sa paghunong alang sa pag-refueling. Ang laing pagsulay naglakip sa 135 ka oras sa bug-os nga load ug 25 ka oras sa lain-laing rates.
Ang resulta niining lisud nga pagsulay? Mipasar ang pagsulay, nga ang tanang naimprinta nga piston nakapasar sa pagsulay nga wala narehistro ang bisan unsang matang sa mga problema.
Makita ba nato kining giimprinta nga mga piston nga naigo sa merkado?
Oo, atong makita, apan walay espesipikong timetable. Ang teknolohiya sa pag-imprenta sa 3D anaa na sulod sa pipila ka mga dekada ug kaylap nga gigamit sa industriya sa automotive, apan ang tinuod mao nga kini nagkuniskunis lamang sa nawong sa potensyal niini.
Makita ba nato ang mga gipatik nga piston sa umaabot nga modelo sa Porsche? Lagmit.
Kini karon usa ka komon nga teknolohiya sa prototyping. Gitugotan ka niini nga makahimo og piho nga mga sangkap ug bisan sa pagsuhid sa lainlaing mga variant sa disenyo sa sangkap nga dali nga dili kinahanglan nga pauswagon ang mga makina aron mahimo kini, nga nagbukas sa tibuuk kalibutan nga mga posibilidad.
Gigamit na sa Porsche kini nga teknolohiya sa ubang mga lugar usab, sama sa kompetisyon ug mga klasiko niini. Ang Porsche Classic nakagama na ug 20 ka bahin (sa plastik, asero ug uban pang metal nga mga haluang metal) para sa mga klasiko nga modelo pinaagi sa 3D nga pag-imprenta, nga wala na maprodyus ug dili na mahimo nga makagama pag-usab.
Makita usab nato nga kini nga teknolohiya gipadapat sa mga espesyal o ubos nga produksyon nga mga modelo, o bisan sa mga termino sa mga opsyon o customization - pananglitan, karong tuiga, ang usa ka baquet-style nga lingkuranan gamit ang 3D printing nahimong available isip opsyon sa 718 ug 911 —, tungod kay kini nga matang sa paggama nahimo nga ekonomikanhon ug teknikal nga labi ka makapaikag.
Ang prototype sa drum bench gamit ang 3D printing
Nagtrabaho usab ang Porsche aron ipatuman kini nga teknolohiya sa mga modelo nga adunay taas nga produksiyon, usa ka butang nga mahitabo sa taas nga termino. Unsa ka dugay? Mao kana ang among gipangutana kang Frank Ickinger, ug ang iyang tubag, nga wala maghatag ug bug-os nga kasiguruhan, “labing menos 10 ka tuig (2030)” — kinahanglan kitang maghulat, apan ang potensyal sa 3D nga pag-imprenta ingon man ang makabalda nga butang niini dili ikalimod.