पोर्श सक्रियपणे 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाचा शोध घेत आहे आणि आता, प्रथमच, ते पिस्टन सारख्या अत्यंत ताणलेल्या हलत्या घटकांवर लागू करते. ते अद्याप एक प्रोटोटाइप आहेत, परंतु मुद्रित पिस्टनवरील चाचण्यांचे पहिले निकाल आशादायक आहेत.
या तंत्रज्ञानाची चाचणी घेण्यासाठी पोर्श, महले आणि ट्रम्पफ (जे उत्पादन आणि मुद्रण प्रक्रिया विकसित करतात) यांच्यातील विकास भागीदारीचा परिणाम, जर्मन उत्पादकाने हे पिस्टन “मॉन्स्टर” 911 GT2 RS च्या फ्लॅट-सिक्समध्ये एकत्र केले.
तुम्ही विचारत असाल, पिस्टन प्रिंट का?
911 GT2 RS च्या इंजिनमधील बनावट पिस्टन आधीच उत्पादन तंत्रज्ञान वापरतात जे हलकेपणा, सामर्थ्य आणि टिकाऊपणा एकत्र करते. वचन दिलेल्या उच्च कार्यक्षमतेच्या कठोरतेचा सामना करण्यासाठी आवश्यक वैशिष्ट्ये.
तथापि, पुढे जाणे शक्य आहे. 3D प्रिंटिंग किंवा अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (लेयर्सद्वारे) तुम्हाला पिस्टन डिझाइन ऑप्टिमाइझ करण्याची परवानगी देते, विशेषत: स्ट्रक्चरल स्तरावर, केवळ आणि फक्त पिस्टनवर बल कार्य करते तेव्हाच सामग्री लागू करणे. पारंपारिक उत्पादन पद्धतींसह प्राप्त करणे अशक्य असलेले ऑप्टिमायझेशन, केवळ शक्य आहे कारण 3D प्रिंटिंग लेयर नंतर ऑब्जेक्ट लेयर "तयार करते", ज्यामुळे नवीन फॉर्म एक्सप्लोर करणे शक्य होते.
आमच्या वृत्तपत्राची सदस्यता घ्या
डिझाईन ऑप्टिमायझेशनचा परिणाम भौमितिक आकारांपेक्षा अधिक सेंद्रिय बनतो जे थेट निसर्गातून येतात, म्हणून बायोनिक डिझाइनचे पदनाम.
सरतेशेवटी, आमच्याकडे आवश्यक स्ट्रक्चरल अखंडतेसह एक घटक आहे — पोर्शचे म्हणणे आहे की त्याचे मुद्रित पिस्टन बनावट पिस्टनपेक्षा अधिक मजबूत आहेत — परंतु हलक्या घटकामध्ये हे परिणाम साध्य करण्यासाठी कमी सामग्रीची आवश्यकता आहे.
बनावट पिस्टनची तुलना (डावीकडे) मुद्रित पिस्टनसह (उजवीकडे).
10% फिकट, अधिक 300 rpm, अधिक 30 hp
मुद्रित पोर्श पिस्टनच्या बाबतीत, या तंत्रज्ञानाने त्यांना मानक 911 GT2 RS मध्ये वापरल्या जाणार्‍या बनावट पिस्टनच्या तुलनेत त्यांचे वस्तुमान 10% कमी करण्याची परवानगी दिली आहे, परंतु पोर्शच्या प्रगत विकास विभागाच्या फ्रँक इकिंगरच्या मते “आमचे सिम्युलेशन दाखवते की तेथे आहे. 20% पर्यंत वजन बचतीची क्षमता”.
ऑटोमोबाईलमध्ये, वजन किंवा त्याऐवजी वस्तुमान हा शत्रू असतो- इंजिनमध्येही हेच खरे आहे. पिस्टन हा एक हलणारा घटक आहे, म्हणून वस्तुमान काढून टाकल्याने फायदे मिळतात. फिकट झाल्यामुळे जडत्व कमी होते, म्हणून, तत्वतः, ते हलविण्यासाठी कमी प्रयत्न करावे लागतील.
याचा परिणाम असा आहे की पोर्शच्या मुद्रित पिस्टनने 911 GT2 RS च्या 3.8 बिटर्बो फ्लॅट-सिक्सला उत्पादन इंजिनच्या 300 rpm वर चालण्याची परवानगी दिली, परिणामी 700 cv ऐवजी 30 hp जास्तीत जास्त शक्ती किंवा 730 hp.
परंतु फायदे पिस्टनच्या अधिक हलकीपणासह संपत नाहीत. आम्ही आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, 3D प्रिंटिंग पारंपारिक उत्पादन पद्धतींनी साध्य करणे अशक्य असलेल्या मार्गांना अनुमती देते. या मुद्रित पिस्टनच्या बाबतीत, पिस्टन रिंगच्या मागे कूलिंग डक्ट जोडण्यासाठी लेयर मॅन्युफॅक्चरिंगला परवानगी दिली जाते. हे पिस्टनच्या आत बंद नळीसारखे आहे, ज्यामध्ये ऑइल सर्किटसाठी फक्त दोन इनलेट आणि आउटलेट ओपनिंग आहेत.
अतिरिक्त कूलिंगच्या या पद्धतीसह, पिस्टनचे तापमान 20 डिग्री सेल्सिअस पेक्षा जास्त कमी झाले आहे जेथे ते सर्वात जास्त थर्मल भारांच्या अधीन आहे. पिस्टनचे कमी ऑपरेटिंग तापमान साध्य करून, पोर्शने ज्वलन, दाब आणि तापमान वाढवण्यास अनुकूल केले, परिणामी अधिक कार्यक्षमता प्राप्त झाली. फ्रँक इकिंगरने म्हटल्याप्रमाणे:
"दहन इंजिनमध्ये भविष्यासाठी अद्याप क्षमता कशी आहे याचे हे एक चांगले उदाहरण आहे."
पोर्श पिस्टन मुद्रित कसे केले जातात
महले यांच्याशी सहकार्य करून — ज्याने 911 GT2 RS साठी बनावट पिस्टन विकसित आणि तयार केले — त्यांना पिस्टन प्रिंट करण्यासाठी "शाई" म्हणून काम करणारी धातूची पावडर विकसित करण्याची परवानगी दिली. पावडर Mahle चे M174+ अॅल्युमिनियम मिश्र धातु वापरते, 911 GT2 RS च्या बनावट पिस्टन प्रमाणेच. अशा प्रकारे, मुद्रित पिस्टनची वैशिष्ट्ये बनावट पिस्टनशी तुलना करता येतात.
लेसर मेटलिक पावडर वितळते आणि थर दर थराने पिस्टन आकार घेतात.
ट्रंपफ प्रविष्ट करा, ज्याने उत्पादन आणि मुद्रण प्रक्रिया विकसित केली. उच्च-सुस्पष्टता ट्रम्पफ ट्रूप्रिंट 3000 3D प्रिंटर LMF किंवा लेझर मेटल फ्यूजन नावाच्या प्रक्रियेद्वारे पावडर, थरानंतर थर फ्यूज करते. या प्रक्रियेत पावडर 0.02 मिमी ते 0.1 मिमी जाडीच्या लेसर बीमद्वारे वितळली जाते, थर थर.
या प्रकरणात अंदाजे 1200 स्तरांची आवश्यकता आहे जे छापण्यासाठी सुमारे 12 तास लागतील.
ट्रंपफ प्रिंटिंग मशीन एकाच वेळी पाच पिस्टन मुद्रित करण्यास परवानगी देते आणि मुद्रित पिस्टनचे काळजीपूर्वक विश्लेषण केल्यानंतर, Zeiss सह भागीदारीत, ते बनावट पिस्टनपेक्षा वेगळे नसल्याची पुष्टी झाली.
ट्रम्पफचा प्रिंटर एकाच वेळी पाच पिस्टन प्रिंट करू शकतो.
चाचणी, चाचणी आणि चाचणी
ते 911 GT2 RS च्या फ्लॅट-सिक्स वर आरोहित झाल्यानंतर, त्यांची चाचणी घेण्याची वेळ आली आहे. इंजिनला चाचणी बेंचवर ठेवल्यामुळे, 200 तासांच्या सहनशक्ती चाचणीमध्ये ते चाचणीसाठी ठेवले गेले.
केलेल्या विविध चाचण्यांपैकी, त्यापैकी एकाने हाय-स्पीड सर्किटवर 24-तासांच्या शर्यतीचे नक्कल केले: त्याने सुमारे 6000 किमी अंतर सरासरी 250 किमी/तास वेगाने "प्रवास" केले, अगदी इंधन भरण्यासाठी स्टॉपचे अनुकरण केले. दुसर्‍या चाचणीमध्ये 135 तास पूर्ण लोड आणि 25 तास वेगवेगळ्या दरांचा समावेश होता.
या खडतर परीक्षेचा निकाल? चाचणी उत्तीर्ण झाली, सर्व मुद्रित पिस्टनने कोणत्याही प्रकारच्या समस्यांची नोंदणी न करता चाचणी उत्तीर्ण केली.
हे छापील पिस्टन बाजारात येताना दिसतील का?
होय, आम्ही पाहू, परंतु कोणतेही विशिष्ट वेळापत्रक नाही. 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञान काही दशकांपासून आहे आणि आधीच ऑटोमोटिव्ह उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात आहे, परंतु सत्य हे आहे की त्याने केवळ त्याच्या क्षमतेच्या पृष्ठभागावर स्क्रॅच केले आहे.
भविष्यातील पोर्श मॉडेलवर आम्ही छापलेले पिस्टन पाहू का? खूप शक्यता.
प्रोटोटाइपिंगमध्ये हे आता एक सामान्य तंत्रज्ञान आहे. हे तुम्हाला विशिष्ट घटक तयार करण्यास आणि घटक डिझाइनमधील भिन्न रूपे त्वरीत एक्सप्लोर करण्यास अनुमती देते आणि ते बनवण्यासाठी मशीन विकसित न करता, शक्यतांचे संपूर्ण जग उघडते.
पोर्श हे तंत्रज्ञान आधीच इतर क्षेत्रांमध्ये वापरते, जसे की स्पर्धा आणि त्याचे क्लासिक्स. पोर्श क्लासिक 3D प्रिंटिंगद्वारे क्लासिक मॉडेल्ससाठी आधीच 20 भाग (प्लास्टिक, स्टील आणि इतर धातूंचे मिश्रण) तयार करते, जे यापुढे तयार केले गेले नाहीत आणि अन्यथा पुन्हा उत्पादन करणे अशक्य होईल.
आम्ही हे तंत्रज्ञान विशेष किंवा कमी-उत्पादन मॉडेल्समध्ये किंवा अगदी पर्याय किंवा सानुकूलनाच्या बाबतीत देखील लागू होताना पाहू — उदाहरणार्थ, या वर्षी, 3D प्रिंटिंग वापरणारी बाके-शैलीची सीट 718 आणि 911 साठी पर्याय म्हणून उपलब्ध झाली आहे. —, कारण या प्रकारचे उत्पादन आर्थिक आणि तांत्रिकदृष्ट्या अधिक मनोरंजक आहे.
3D प्रिंटिंग वापरून ड्रम बेंचचा प्रोटोटाइप
पोर्श हे तंत्रज्ञान उच्च-उत्पादन मॉडेल्समध्ये कार्यान्वित करण्यासाठी देखील काम करत आहे, जे दीर्घकाळात घडेल. किती दिवस? आम्ही फ्रँक इकिंगरला हेच विचारले आणि त्याचे उत्तर, पूर्ण खात्री न देता, “किमान 10 वर्षे (2030)” — आम्हाला प्रतीक्षा करावी लागेल, परंतु 3D प्रिंटिंगची क्षमता तसेच त्याचे व्यत्ययकारक घटक निर्विवाद आहे.