MAHLE надрукувала алюмінієві поршні на 3D-принтері
В рамках співпраці з виробником спортивних автомобілів Porsche і машинобудівною компанією Trumpf компанія MAHLE вперше створила високопродуктивні алюмінієві поршні з використанням технологій 3D-друку. Поршні були успішно протестовані на випробувальному стенді двигуна спортивного автомобіля Porsche 911 GT2 RS.
У той час як стандартні ковані поршні досягли меж свого потенціалу продуктивності, цілком можливо, що потужність двигуна Porsche потужністю 700 к.с. може бути збільшена на 30 к.с. з відповідним збільшенням ефективності.
Новий процес являє собою можливість реалізації так званого біонічного дизайну. Біонічна конструкція зменшує вагу поршня і збільшує максимальну частоту обертання двигуна. При такому підході, який імітує природні структури, такі як людський скелет, матеріал додається тільки в навантажених областях, причому конструкція поршня адаптована до навантаження. Це економить матеріал і може зробити поршень з 3D-друку на 20% легше, ніж його традиційно виготовлений аналог, при одночасному збільшенні жорсткості.
Крім того, розробники з MAHLE представили оптимально розташовану і спеціально сформовану охолоджуючу галерею поруч з поршневими кільцями. Ця конструкція заснована на багаторічному досвіді MAHLE в теплових процесах поршнів і можлива тільки при використанні 3D-друку. Охолоджуюча галерея знижує температурне навантаження на так звану верхню поверхню, особливо напружену частину поршня, оптимізуючи тим самим згоряння і прокладаючи шлях для більш високих максимальних швидкостей двигуна.
Новий виробничий процес базується на спеціальному алюмінієвому сплаві, розробленому MAHLE. Сплав розпорошується в дрібний порошок і потім друкується в процесі, відомому як лазерне плавлення металу (LMF). Лазерний промінь розплавляє порошок до бажаної товщини шару з подальшим нанесенням нового шару зверху, за рахунок чого поршень нарощується по одному шару за раз.
Використовуючи цей метод, фахівець з 3D-друку Trumpf виробляє поршневі заготовки, що складаються приблизно з 1200 шарів, за 12 годин. Потім заготовка поршня проходить фінішну обробку, вимірюється і тестується в компанії MAHLE і повинна відповідати тим же суворим стандартам, що і звичайні деталі.
Особлива увага приділяється центральній частині поршня, відомої як спідниця, і точці, в якій вона з’єднується з шатуном, – отвору під штифт. Ці області піддаються випробуванням на пульсацію і відривання спідниці. Таким чином, інженери MAHLE можуть імітувати навантаження, які будуть виникати при подальшій експлуатації.
Коли справа дійшла до практичних випробувань, в двигун Porsche 911 GT2 RS було встановлено шість поршнів, і приводний пристрій успішно провело 200 годин випробувань на витривалість в найважчих умовах на випробувальному стенді. Це склало близько 6000 км при середній швидкості 250 км/год, включаючи зупинки заправки, і близько 135 годин при повному завантаженні. Тестовий запуск також включав режим імітації обгону транспортного засобу.
Деталі до Porsche тут – https://exist.ua/porsche-cars/
