Porsche ûndersiket aktyf 3D-printtechnology en past it no foar it earst oan op tige beklamme bewegende komponinten lykas pistons. Se binne noch in prototype, mar de earste resultaten fan testen op printe pistons binne kânsryk.
Resultaat fan in ûntwikkeling partnerskip tusken Porsche, Mahle en Trumpf (dy't ûntwikkeljen de produksje en printsjen prosessen), te testen dizze technology, de Dútske fabrikant gearstald dizze pistons yn 'e flat-seis fan' e "monster" 911 GT2 RS.
Jo kinne freegje, wêrom printsje pistons?
De smeid pistons yn 'e motor fan' e 911 GT2 RS brûke al in produksjetechnology dy't ljochtheid, krêft en duorsumens kombinearret. Essinsjele funksjes om de rigors fan tasein hege prestaasjes te wjerstean.
It is lykwols mooglik om fierder te gean. 3D-printsjen of additive manufacturing (troch lagen) kinne jo it piston-ûntwerp optimalisearje, benammen op it struktureel nivo, allinich materiaal tapasse en allinich wêr't krêften op 'e piston wurkje. In optimisaasje ûnmooglik te krijen mei tradisjonele manufacturing metoaden, allinnich mooglik omdat 3D printing "makket" it objekt laach nei laach, wêrtroch't it mooglik om te ferkennen nije foarmen.
Skriuw dy yn foar ús nijsbrief
De ûntwerpoptimalisaasje resulteart yn mear organyske dan geometryske foarmen dy't direkt út 'e natuer lykje te kommen, dus de oantsjutting fan bionysk ûntwerp.
Oan 'e ein hawwe wy in komponint mei de nedige strukturele yntegriteit - Porsche seit dat syn printe pistons noch sterker binne as smeid - mar minder materiaal is nedich om dit te berikken resultearret yn in lichtere komponint.
Fergeliking fan smeid piston (lofts) mei printe piston (rjochts).
10% lichter, mear 300 rpm, mear 30 hp
Yn it gefal fan printe Porsche pistons, dizze technology hat tastien harren te ferminderjen harren massa mei 10% yn ferliking mei de smeid pistons brûkt yn de standert 911 GT2 RS, mar neffens Frank Ickinger fan Porsche syn avansearre ûntwikkeling ôfdieling "ús simulaasjes litte sjen dat der is in potinsjeel fan maksimaal 20% gewichtsbesparring”.
Yn in auto, gewicht, of leaver massa, is de fijân - itselde is wier yn in motor. De piston is in bewegende komponint, dus it fuortheljen fan massa bringt foardielen. Troch lichter te wêzen is d'r minder traagheid, dus sil yn prinsipe minder muoite nedich wêze om it te ferpleatsen.
It resultaat is dat Porsche's printe pistons de 911 GT2 RS's 3.8 biturbo flat-six lieten rinne mei 300 rpm boppe de produksjemotor, wat resultearre yn in ekstra 30 hp fan maksimale krêft, of 730 hp ynstee fan 700 cv.
Mar de foardielen einigje net mei de gruttere ljochtheid fan 'e piston. Lykas wy al hawwe neamd, lit 3D-printsjen manieren mooglik meitsje dy't ûnmooglik binne te berikken mei tradisjonele produksjemetoaden. Yn it gefal fan dizze printe pistons, laach manufacturing tastien foar de tafoeging fan in cooling kanaal efter de zuiger ringen. It is as in sletten buis binnen de piston, mei mar twa yn- en útlaat iepeningen foar de oalje circuit.
Mei dizze metoade fan ekstra koeling is de temperatuer fan 'e piston as yn wurking mei mear as 20 ° C sakke, krekt wêr't it is ûnderwurpen oan de heechste termyske loads. Troch it realisearjen fan legere wurktemperatuer fan 'e piston wist Porsche ek de ferbaarning te optimalisearjen, druk en temperatuer te ferheegjen, wat resultearre yn mear effisjinsje. As Frank Ickinger it stelt:
"Dit is in goed foarbyld fan hoe't de ferbaarningsmotor noch potinsjeel hat foar de takomst."
Hoe wurde printe Porsche pistons makke
Gearwurking mei Mahle - dy't ûntwikkele en produsearre de smeid pistons foar de 911 GT2 RS - tastien harren te ûntwikkeljen it metallysk poeder dat tsjinnet as de "inkt" te printsjen de pistons. It poeder brûkt Mahle's M174+ aluminiumlegering, itselde as de smeide pistons fan 'e 911 GT2 RS. Sa binne de skaaimerken fan printe pistons te fergelykjen mei dy fan smeid pistons.
De laser smelt it metallysk poeder en laach foar laach krije de pistons foarm.
Fier Trumpf yn, dy't it produksje- en printproses ûntwikkele. De Trumpf TruPrint 3000 3D-printer mei hege presyzje fusearret it poeder, laach nei laach, troch in proses neamd LMF, as lasermetaalfúzje. Yn dit proses wurdt it poeder troch in laserstraal mei in dikte fan 0,02 mm oant 0,1 mm smolten, laach foar laach.
Yn dit gefal binne sawat 1200 lagen nedich, wat sawat 12 oeren sil nimme om te printsjen.
De Trumpf-printmasine makket it mooglik om fiif pistons tagelyk te printsjen en nei in soarchfâldige analyze fan de printe pistons, yn gearwurking mei Zeiss, waard befêstige dat se net ferskille fan smeid pistons.
De printer fan Trumpf kin fiif pistons tagelyk printsje.
test, test en test
Nei't se binne monteard op 'e flat-seis fan' e 911 GT2 RS, is it tiid om se út te testen. Mei de motor op in proefbank pleatst, waard dy 200 oeren op proef set yn in úthâldingsfermogen.
Under de ferskate testen útfierd, ien fan harren simulearre in 24-oere race op in hege-snelheid circuit: it "reizge" likernôch 6000 km fan ôfstân mei in gemiddelde snelheid fan 250 km / h, sels simulate stops foar tanken. In oare test omfette 135 oeren by folsleine lading en 25 oeren op ferskillende tariven.
It resultaat fan dizze drege test? Test trochjûn, mei alle printe pistons hawwe trochjûn de test sûnder registrearje hokker soarte fan problemen.
Sille wy dizze printe pistons op 'e merke sjen?
Ja, wy sille sjen, mar d'r is gjin spesifike tiidskema. 3D-printtechnology bestiet al in pear desennia en wurdt al wiidweidich brûkt yn 'e auto-yndustry, mar de wierheid is dat it allinich it oerflak fan har potensjeel hat bekrast.
Sille wy yndrukte pistons sjen op in takomstige Porsche-model? Nei alle gedachten.
It is no in mienskiplike technology yn prototyping. It lit jo spesifike komponinten oanmeitsje en sels ferskate farianten yn komponintûntwerp fluch ferkenne sûnder de masines te ûntwikkeljen om se te meitsjen, wêrtroch in heule wrâld fan mooglikheden iepenet.
Porsche brûkt dizze technology ek op oare gebieten, lykas yn konkurrinsje en har klassikers. Porsche Classic produsearret al 20 dielen (yn plestik, stiel en oare metallyske alloys) foar klassike modellen troch 3D-printsjen, dy't net mear produsearre waarden en oars net wer te produsearjen wiene.
Wy sille ek sjen dat dizze technology wurdt tapast yn spesjale of leechproduksjemodellen, of sels yn termen fan opsjes as oanpassing - bygelyks dit jier is in baquet-styl sit mei 3D-printsjen beskikber wurden as opsje foar de 718 en 911 -, om't dit soarte fan fabrikaazje ekonomysk en technysk ynteressanter blykt te wêzen.
It prototype fan 'e trommelbank mei 3D-printsjen
Porsche wurket ek oan it ymplementearjen fan dizze technology yn hege produksjemodellen, iets dat op 'e lange termyn sil barre. Hoe lang? Dat is wat wy Frank Ickinger fregen, en syn antwurd, sûnder absolute wissichheid te jaan, "op syn minst 10 jier (2030)" - wy moatte wachtsje, mar it potensjeel fan 3D-printsjen en ek de fersteurende faktor is ûnbestriden.