पोर्श सक्रिय रूप से 3डी प्रिंटिंग तकनीक की खोज कर रहा है और अब, पहली बार, इसे पिस्टन जैसे अत्यधिक तनाव वाले चलती घटकों पर लागू करता है। वे अभी भी एक प्रोटोटाइप हैं, लेकिन मुद्रित पिस्टन पर परीक्षण के पहले परिणाम आशाजनक हैं।
पोर्श, महले और ट्रम्प (जो उत्पादन और मुद्रण प्रक्रियाओं को विकसित करते हैं) के बीच एक विकास साझेदारी का परिणाम, इस तकनीक का परीक्षण करने के लिए, जर्मन निर्माता ने इन पिस्टन को "राक्षस" 911 जीटी 2 आरएस के फ्लैट-छह में इकट्ठा किया।
आप पूछ रहे होंगे कि पिस्टन क्यों छापते हैं?
911 GT2 RS के इंजन में जाली पिस्टन पहले से ही एक उत्पादन तकनीक का उपयोग करते हैं जो हल्कापन, ताकत और स्थायित्व को जोड़ती है। वादा किए गए उच्च प्रदर्शन की कठोरता का सामना करने के लिए आवश्यक सुविधाएँ।
हालांकि, आगे जाना संभव है। 3डी प्रिंटिंग या एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (परतों द्वारा) आपको पिस्टन डिजाइन को अनुकूलित करने की अनुमति देता है, विशेष रूप से संरचनात्मक स्तर पर, केवल सामग्री को लागू करना और केवल जहां बल पिस्टन पर कार्य करते हैं। पारंपरिक निर्माण विधियों के साथ प्राप्त करना असंभव एक अनुकूलन, केवल इसलिए संभव है क्योंकि 3 डी प्रिंटिंग परत के बाद वस्तु परत "बनाती" है, जिससे नए रूपों का पता लगाना संभव हो जाता है।
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डिजाइन अनुकूलन के परिणाम प्रकृति से सीधे आने वाले ज्यामितीय आकृतियों की तुलना में अधिक जैविक होते हैं, इसलिए बायोनिक डिजाइन का पदनाम।
अंत में, हमारे पास आवश्यक संरचनात्मक अखंडता के साथ एक घटक है - पोर्श का कहना है कि इसके मुद्रित पिस्टन जाली वाले से भी अधिक मजबूत हैं - लेकिन एक हल्के घटक में इस परिणाम को प्राप्त करने के लिए कम सामग्री की आवश्यकता होती है।
जाली पिस्टन (बाएं) और मुद्रित पिस्टन (दाएं) की तुलना।
10% हल्का, अधिक 300 आरपीएम, अधिक 30 एचपी
मुद्रित पोर्श पिस्टन के मामले में, इस तकनीक ने उन्हें मानक 911 GT2 RS में उपयोग किए गए जाली पिस्टन की तुलना में अपने द्रव्यमान को 10% तक कम करने की अनुमति दी है, लेकिन पोर्श के उन्नत विकास विभाग के फ्रैंक इकिंगर के अनुसार "हमारे सिमुलेशन दिखाते हैं कि वहाँ है 20% तक वजन बचत की क्षमता"।
एक ऑटोमोबाइल में, वजन, या बल्कि द्रव्यमान, दुश्मन है-एक इंजन में भी यही सच है। पिस्टन एक गतिशील घटक है, इसलिए द्रव्यमान को हटाने से लाभ होता है। हल्का होने से जड़ता कम होती है, इसलिए सिद्धांत रूप में इसे स्थानांतरित करने के लिए कम प्रयास की आवश्यकता होगी।
नतीजा यह है कि पोर्श के मुद्रित पिस्टन ने 911 जीटी2 आरएस के 3.8 बिटुर्बो फ्लैट-छह को उत्पादन इंजन के ऊपर 300 आरपीएम पर चलने की अनुमति दी, जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त 30 एचपी अधिकतम शक्ति, या 700 सीवी के बजाय 730 एचपी प्राप्त हुई।
लेकिन पिस्टन के अधिक हल्केपन के साथ फायदे खत्म नहीं होते हैं। जैसा कि हमने पहले ही उल्लेख किया है, 3D प्रिंटिंग उन तरीकों की अनुमति देता है जिन्हें पारंपरिक निर्माण विधियों के साथ प्राप्त करना असंभव है। इन मुद्रित पिस्टन के मामले में, पिस्टन के छल्ले के पीछे एक शीतलन वाहिनी को जोड़ने के लिए परत निर्माण की अनुमति है। यह पिस्टन के अंदर एक बंद ट्यूब की तरह है, जिसमें तेल सर्किट के लिए केवल दो इनलेट और आउटलेट खुलते हैं।
अतिरिक्त शीतलन की इस पद्धति के साथ, पिस्टन का तापमान जब संचालन में होता है तो ठीक 20 डिग्री सेल्सियस से अधिक गिर जाता है, जहां यह उच्चतम तापीय भार के अधीन होता है। पिस्टन के कम ऑपरेटिंग तापमान को प्राप्त करके, पोर्श ने दहन, बढ़ते दबाव और तापमान को अनुकूलित करने में भी कामयाबी हासिल की, जिसके परिणामस्वरूप अधिक दक्षता प्राप्त हुई। जैसा कि फ्रैंक इकिंगर कहते हैं:
"यह एक अच्छा उदाहरण है कि कैसे दहन इंजन में अभी भी भविष्य के लिए क्षमता है।"
मुद्रित पोर्श पिस्टन कैसे बनाए जाते हैं
महले के साथ सहयोग - जिसने 911 जीटी2 आरएस के लिए जाली पिस्टन का विकास और उत्पादन किया - ने उन्हें धातु पाउडर विकसित करने की अनुमति दी जो पिस्टन को प्रिंट करने के लिए "स्याही" के रूप में कार्य करता है। पाउडर Mahle के M174+ एल्यूमीनियम मिश्र धातु का उपयोग करता है, जो 911 GT2 RS के जाली पिस्टन के समान है। इस प्रकार, मुद्रित पिस्टन की विशेषताएं जाली पिस्टन की तुलना में हैं।
लेजर धातु के पाउडर को पिघला देता है और परत दर परत पिस्टन आकार लेते हैं।
ट्रम्पफ दर्ज करें, जिन्होंने उत्पादन और मुद्रण प्रक्रिया विकसित की। उच्च-परिशुद्धता ट्रम्पफ ट्रूप्रिंट 3000 3डी प्रिंटर एलएमएफ, या लेजर मेटल फ्यूजन नामक प्रक्रिया के माध्यम से पाउडर, परत दर परत फ़्यूज़ करता है। इस प्रक्रिया में पाउडर को परत दर परत 0.02 मिमी से 0.1 मिमी की मोटाई के साथ लेजर बीम द्वारा पिघलाया जाता है।
इस मामले में लगभग 1200 परतों की आवश्यकता होती है जिसे प्रिंट करने में लगभग 12 घंटे लगेंगे।
ट्रम्पफ प्रिंटिंग मशीन पांच पिस्टन को एक साथ प्रिंट करने की अनुमति देती है और ज़ीस के साथ साझेदारी में मुद्रित पिस्टन के सावधानीपूर्वक विश्लेषण के बाद, यह पुष्टि की गई कि वे जाली पिस्टन से अलग नहीं हैं।
ट्रम्पफ का प्रिंटर एक साथ पांच पिस्टन प्रिंट कर सकता है।
परीक्षण, परीक्षण और परीक्षण
911 GT2 RS के फ्लैट-सिक्स पर लगे होने के बाद, उन्हें परखने का समय आ गया है। एक परीक्षण बेंच पर रखे इंजन के साथ, इसे 200 घंटे के लिए एक धीरज परीक्षण में परीक्षण के लिए रखा गया था।
किए गए विभिन्न परीक्षणों में से एक ने हाई-स्पीड सर्किट पर 24 घंटे की दौड़ का अनुकरण किया: इसने 250 किमी / घंटा की औसत गति से लगभग 6000 किमी की दूरी "यात्रा" की, यहां तक कि ईंधन भरने के लिए स्टॉप का अनुकरण भी किया। एक अन्य परीक्षण में पूरे लोड पर 135 घंटे और विभिन्न दरों पर 25 घंटे शामिल थे।
इस कठिन परीक्षा का परिणाम? परीक्षण पास हो गया, सभी मुद्रित पिस्टन ने बिना किसी प्रकार की समस्याओं को दर्ज किए परीक्षण पास कर लिया।
क्या हम इन मुद्रित पिस्टन को बाजार में आते देखेंगे?
हां, हम देखेंगे, लेकिन कोई विशिष्ट समय सारिणी नहीं है। 3डी प्रिंटिंग तकनीक लगभग कुछ दशकों से है और ऑटोमोटिव उद्योग में पहले से ही इसका बड़े पैमाने पर उपयोग किया जा रहा है, लेकिन सच्चाई यह है कि इसने अपनी क्षमता की सतह को ही खरोंच दिया है।
क्या हम भविष्य के पोर्श मॉडल पर अंकित पिस्टन देखेंगे? बहुत संभावना है।
यह अब प्रोटोटाइपिंग में एक आम तकनीक है। यह आपको विशिष्ट घटकों को बनाने और यहां तक कि उन्हें बनाने के लिए मशीनों को विकसित किए बिना, संभावनाओं की एक पूरी दुनिया को खोलने के बिना घटक डिजाइन में विभिन्न रूपों का पता लगाने की अनुमति देता है।
पोर्श पहले से ही इस तकनीक का उपयोग अन्य क्षेत्रों में भी करता है, जैसे कि प्रतियोगिता और इसके क्लासिक्स में। पोर्श क्लासिक पहले से ही 3D प्रिंटिंग के माध्यम से क्लासिक मॉडल के लिए 20 भागों (प्लास्टिक, स्टील और अन्य धातु मिश्र धातुओं में) का उत्पादन करता है, जिनका अब उत्पादन नहीं किया गया था और अन्यथा फिर से उत्पादन करना असंभव होगा।
हम इस तकनीक को विशेष या कम-उत्पादन मॉडल में या यहां तक कि विकल्पों या अनुकूलन के संदर्भ में भी लागू होते देखेंगे - उदाहरण के लिए, इस वर्ष, 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करने वाली एक बैक्वेट-शैली की सीट 718 और 911 के लिए एक विकल्प के रूप में उपलब्ध हो गई है। —, चूंकि इस प्रकार का निर्माण आर्थिक और तकनीकी रूप से अधिक दिलचस्प होता है।
3डी प्रिंटिंग का उपयोग कर ड्रम बेंच का प्रोटोटाइप
पोर्श इस तकनीक को उच्च-उत्पादन मॉडल में लागू करने के लिए भी काम कर रहा है, कुछ ऐसा जो लंबी अवधि में होगा। कितना लंबा? यही हमने फ्रैंक इकिंगर से पूछा, और उनका जवाब, पूर्ण निश्चितता दिए बिना, "कम से कम 10 साल (2030)" - हमें इंतजार करना होगा, लेकिन 3 डी प्रिंटिंग की क्षमता के साथ-साथ इसके विघटनकारी कारक को नकारा नहीं जा सकता है।