Себестоимость одного впускного коллектора снизилась на 80% после внедрения в производство 3D-печати пластиком
Компания Busted Knuckle Offroad (США) специализируется на проектировании и производстве багги для экстремального бездорожья. Для создания впускных коллекторов команда применила 3D-печать пластиком. В результате качество изделий повысилось, а производственный цикл сократился с 3-4 недель до 48 часов.
Компания Busted Knuckle Offroad (США) специализируется на проектировании и производстве багги для экстремального бездорожья. Для создания впускных коллекторов команда применила 3D-печать пластиком. В результате качество изделий повысилось, а производственный цикл сократился с 3-4 недель до 48 часов.
Требования к детали
Впускной коллектор — это узел двигателя, распределяющий топливо-воздушную смесь по каждому из цилиндров. Его работа напрямую влияет на эффективность и надежность двигателя.
Современные модели чаще изготавливают из композитов на основе пластика, а не из металлов. Такие детали меньше проводят тепло и, как следствие, увеличивают производительность двигателя.
Требования к детали
Впускной коллектор — это узел двигателя, распределяющий топливо-воздушную смесь по каждому из цилиндров. Его работа напрямую влияет на эффективность и надежность двигателя.
Современные модели чаще изготавливают из композитов на основе пластика, а не из металлов. Такие детали меньше проводят тепло и, как следствие, увеличивают производительность двигателя.
Базовые свойства, которыми должен обладать впускной коллектор:
Термоустойчивость, чтобы выдерживать длительное воздействие температур 80–120°C и пиковое тепловое излучение выше 140°C без размягчения и деформации.
Высокая прочность, иначе деталь может разрушиться в условиях интенсивной тряски.
Хорошая химическая устойчивость, т.к. в моторном отсеке присутствуют различные масла и жидкости.
Базовые свойства, которыми должен обладать впускной коллектор:
Термоустойчивость, чтобы выдерживать длительное воздействие температур 80–120°C и пиковое тепловое излучение выше 140°C без размягчения и деформации.
Высокая прочность, иначе деталь может разрушиться в условиях интенсивной тряски.
Хорошая химическая устойчивость, т.к. в моторном отсеке присутствуют различные масла и жидкости.
Модели Busted Knuckle Offroad
Модели Busted Knuckle Offroad
Решение
Busted Knuckle Offroad долгое время полагалась на обработку алюминия на станках с ЧПУ и сварку, но эти технологии уже не справляются с требованиями современного автоспорта. Тем более сейчас модели впускных коллекторов чаще изготавливают не из металлов, а из композитов на основе пластика. Поэтому компания обратилась к 3D-печати.
Оборудование
Промышленный 3D-принтер Creatbot D600Pro 2 HS представляет собой профессиональное решение для печати инженерными пластиками.
-
Усовершенствованная система подачи филамента позволяет изготавливать изделия с точностью до 50 микрон.
-
Два экструдера нагреваются до 420 °C и способны работать с композитами и другими требовательными материалами.
-
Объем камеры: 600 x 600 x 600 мм.
Решение
Busted Knuckle Offroad долгое время полагалась на обработку алюминия на станках с ЧПУ и сварку, но эти технологии уже не справляются с требованиями современного автоспорта. Тем более сейчас модели впускных коллекторов чаще изготавливают не из металлов, а из композитов на основе пластика. Поэтому компания обратилась к 3D-печати.
Оборудование
Промышленный 3D-принтер Creatbot D600Pro 2 HS представляет собой профессиональное решение для печати инженерными пластиками.
-
Усовершенствованная система подачи филамента позволяет изготавливать изделия с точностью до 50 микрон.
-
Два экструдера нагреваются до 420 °C и способны работать с композитами и другими требовательными материалами.
-
Объем камеры: 600 x 600 x 600 мм.
Высокопроизводительный 3D-принтер Creatbot D600Pro 2 HS
Высокопроизводительный 3D-принтер Creatbot D600Pro 2 HS
Материал
Высокоэффективный PA-CF — нейлон, армированный углеродным волокном.
-
Сохраняет форму при температуре до 140 °C.
-
Углеродные волокна, равномерно распределенные в нейлоновой матрице, значительно повышают жесткость и ударопрочность материала.
Материал
Высокоэффективный PA-CF — нейлон, армированный углеродным волокном.
-
Сохраняет форму при температуре до 140 °C.
-
Углеродные волокна, равномерно распределенные в нейлоновой матрице, значительно повышают жесткость и ударопрочность материала.
Печать впускного коллектора
Печать впускного коллектора
-
Соотношение прочности к весу намного превосходит показатели обычного алюминиевого сплава. PA-CF обеспечивает снижение веса на 38% при сохранении механической прочности.
-
Материалы на основе полиамида обладают хорошей устойчивостью к маслам и химическим веществам.
-
Соотношение прочности к весу намного превосходит показатели обычного алюминиевого сплава. PA-CF обеспечивает снижение веса на 38% при сохранении механической прочности.
-
Материалы на основе полиамида обладают хорошей устойчивостью к маслам и химическим веществам.
Результат
Впускной коллектор был напечатан сразу цельным, что исключило риск накопления ошибок при сварке и утечек. Гладкие внутренние стенки снизили сопротивление потоку. Улучшенная аэродинамическая форма обеспечила быстрый и стабильный поток воздуха в цилиндры.
3D-печать позволила сократить цикл разработки с 3–4 недель до 48 часов.
Экономическая выгода
Традиционное решение с ЧПУ: примерно 5200$ с учетом стоимости пресс-форм для мелкосерийного производства.
3D-печать: материал + затраты на энергию: 320$; постобработка детали: 150$. Итого: примерно 470$.
Себестоимость одной детали удалось снизить более чем на 80%.
Результат
Впускной коллектор был напечатан сразу цельным, что исключило риск накопления ошибок при сварке и утечек. Гладкие внутренние стенки снизили сопротивление потоку. Улучшенная аэродинамическая форма обеспечила быстрый и стабильный поток воздуха в цилиндры.
3D-печать позволила сократить цикл разработки с 3–4 недель до 48 часов.
Экономическая выгода
Традиционное решение с ЧПУ: примерно 5200$ с учетом стоимости пресс-форм для мелкосерийного производства.
3D-печать: материал + затраты на энергию: 320$; постобработка детали: 150$. Итого: примерно 470$.
Себестоимость одной детали удалось снизить более чем на 80%.
Испытания в реальных условиях
Испытания в реальных условиях
Тестирование
Лабораторные испытания в экстремальных условиях
Итог: впускной коллектор отработал 50 часов непрерывно при температуре 85°C и влажности 95% без деформации.
Вес меньше на 38% по сравнению с деталями из алюминиевого сплава (620 г → 385 г).
Полевые испытания на соревнованиях
«Король мотоциклов» ("King of the Motos"): снижение потерь мощности на 15% в условиях плато принесло команде второе место.
«От моря до неба» ("Sea to Sky"): интервал замены воздушного фильтра увеличился на 300%. Гонка была успешно завершена.
Тестирование
Лабораторные испытания в экстремальных условиях
Итог: впускной коллектор отработал 50 часов непрерывно при температуре 85°C и влажности 95% без деформации.
Вес меньше на 38% по сравнению с деталями из алюминиевого сплава (620 г → 385 г).
Полевые испытания на соревнованиях
«Король мотоциклов» ("King of the Motos"): снижение потерь мощности на 15% в условиях плато принесло команде второе место.
«От моря до неба» ("Sea to Sky"): интервал замены воздушного фильтра увеличился на 300%. Гонка была успешно завершена.
Перспективы
В будущем компания планирует применять 3D-принтер для печати не только впускных коллекторов, но и других компонентов, таких как кронштейны двигателя и облегченные конструкционные детали.
Перспективы
В будущем компания планирует применять 3D-принтер для печати не только впускных коллекторов, но и других компонентов, таких как кронштейны двигателя и облегченные конструкционные детали.
Источник фото: https://bustedknuckleoffroad.com/
Источник фото: https://bustedknuckleoffroad.com/
