Порсцхе активно истражује технологију 3Д штампања и сада је, по први пут, примењује на покретне компоненте под великим оптерећењем као што су клипови. Они су још увек прототип, али први резултати испитивања штампаних клипова обећавају.
Резултат развојног партнерства између Порсцхеа, Махлеа и Трумпф-а (који развијају процесе производње и штампања), да би тестирао ову технологију, њемачки произвођач је саставио ове клипове у равној шестици „монструма“ 911 ГТ2 РС.
Можда се питате, зашто штампати клипове?
Ковани клипови у мотору 911 ГТ2 РС већ користе производну технологију која комбинује лакоћу, снагу и издржљивост. Основне карактеристике да издрже строге обећане високе перформансе.
Ипак, могуће је ићи и даље. 3Д штампа или адитивна производња (по слојевима) омогућава вам да оптимизујете дизајн клипа, посебно на структурном нивоу, примењујући само материјал и само тамо где силе делују на клип. Оптимизација која се не може постићи традиционалним методама производње, могућа само зато што 3Д штампа „креира“ објект слој за слојем, што омогућава истраживање нових облика.
Претплатите се на наш билтен
Оптимизација дизајна резултира више органским него геометријским облицима који изгледају директно из природе, отуда и ознака бионичког дизајна.
На крају, имамо компоненту са неопходним структурним интегритетом — Порсцхе каже да су његови штампани клипови чак и јачи од кованих — али је потребно мање материјала да би се то постигло у лакшој компоненти.
Поређење кованог клипа (лево) са штампаним клипом (десно).
10% лакши, више од 300 о/мин, више од 30 КС
У случају штампаних Порсцхе клипова, ова технологија им је омогућила да смање своју масу за 10% у поређењу са кованим клиповима који се користе у стандардном 911 ГТ2 РС, али према Франку Ицкингеру из Порсцхеовог одељења за напредни развој „наше симулације показују да постоји потенцијал уштеде до 20% на тежини”.
У аутомобилу је тежина, или боље речено маса, непријатељ - исто важи и за мотор. Клип је покретна компонента, тако да уклањање масе доноси предности. Пошто је лакши, мања је инерција, тако да ће, у принципу, бити потребно мање напора да се помери.
Резултат је да су Порсцхеови штампани клипови омогућили 911 ГТ2 РС 3.8 битурбо флат-шест да ради при 300 о/мин изнад серијског мотора, што је резултирало додатних 30 КС максималне снаге, или 730 КС уместо 700 КС.
Али предности се не завршавају већом лакоћом клипа. Као што смо већ споменули, 3Д штампа омогућава начине које је немогуће постићи традиционалним методама производње. У случају ових штампаних клипова, производња слојева је омогућила додавање расхладног канала иза клипних прстенова. То је као затворена цев унутар клипа, са само два улазна и излазна отвора за круг уља.
Код овог начина додатног хлађења, температура клипа у раду је опала за више од 20°Ц управо тамо где је подложан највећим топлотним оптерећењима. Постизањем ниже радне температуре клипа, Порсцхе је такође успео да оптимизује сагоревање, повећавајући притисак и температуру, што је резултирало већом ефикасношћу. Како Франк Ицкингер каже:
"Ово је добар пример како мотор са унутрашњим сагоревањем још увек има потенцијал за будућност."
Како се праве штампани Порсцхе клипови
Сарадња са Махлеом — који је развио и произвео коване клипове за 911 ГТ2 РС — омогућио им је да развију метални прах који служи као „мастило“ за штампање клипова. У праху се користи Махлеова легура алуминијума М174+, иста као и ковани клипови 911 ГТ2 РС. Дакле, карактеристике штампаних клипова су упоредиве са карактеристикама кованих клипова.
Ласер топи метални прах и, слој по слој, клипови добијају облик.
Уђите Трампф, који је развио процес производње и штампања. Високопрецизни Трумпф ТруПринт 3000 3Д штампач спаја прах, слој за слојем, кроз процес који се зове ЛМФ, или ласерско спајање метала. У овом процесу прах се топи ласерским снопом дебљине од 0,02 мм до 0,1 мм, слој по слој.
У овом случају је потребно око 1200 слојева за шта ће бити потребно око 12 сати за штампање.
Трампф штампарска машина омогућава штампање пет клипова истовремено и након пажљиве анализе штампаних клипова, у сарадњи са Зеисс-ом, потврђено је да се они не разликују од кованих клипова.
Трампфов штампач може да штампа пет клипова истовремено.
тест, тест и тест
Након што се монтирају на равну шестицу 911 ГТ2 РС, вријеме је да их тестирамо. Са мотором постављеним на испитном столу, тестиран је на тесту издржљивости у трајању од 200 сати.
Међу различитим спроведеним тестовима, један од њих је симулирао 24-часовну трку на стази велике брзине: „прешао“ је око 6000 км удаљености при просечној брзини од 250 км/х, чак и симулирајући заустављања ради допуне горива. Други тест је укључивао 135 сати при пуном оптерећењу и 25 сати при различитим брзинама.
Резултат овог тешког теста? Тест је прошао, а сви штампани клипови су прошли тест без регистровања било каквих проблема.
Хоћемо ли видети да ће ови штампани клипови доћи на тржиште?
Да, видећемо, али нема одређеног распореда. Технологија 3Д штампања постоји већ неколико деценија и већ се увелико користи у аутомобилској индустрији, али истина је да је само загребала површину свог потенцијала.
Хоћемо ли видети утиснуте клипове на будућем Порсцхе моделу? Врло могуће.
То је сада уобичајена технологија у изради прототипа. Омогућава вам да креирате специфичне компоненте, па чак и да брзо истражујете различите варијанте у дизајну компоненти без потребе да развијате машине да бисте их направили, отварајући читав свет могућности.
Порсцхе већ користи ову технологију иу другим областима, као што су конкуренција и његова класика. Порсцхе Цлассиц већ производи 20 делова (од пластике, челика и других металних легура) за класичне моделе путем 3Д штампања, који се више нису производили и иначе би их било немогуће поново произвести.
Такође ћемо видети да се ова технологија примењује у специјалним моделима или моделима ниске производње, или чак у погледу опција или прилагођавања - на пример, ове године је седиште у стилу бакета који користи 3Д штампање постало доступно као опција за 718 и 911 — јер се ова врста производње показује као економски и технички интересантнија.
Прототип клупе за бубњеве помоћу 3Д штампања
Порсцхе такође ради на имплементацији ове технологије у моделе високе производње, што ће се дугорочно догодити. Колико дуго? То је оно што смо питали Френка Икингера, и његов одговор, без давања апсолутне сигурности, „најмање 10 година (2030)“ — морамо да сачекамо, али потенцијал 3Д штампања као и његов реметилачки фактор је неоспоран.