近年來,發(fā)動機(jī)制造商開始將3D打印技術(shù)應(yīng)用在發(fā)動機(jī)制造領(lǐng)域,比較典型的應(yīng)用包括使用選擇性激光熔化3D打印技術(shù)直接制造發(fā)動機(jī)零部件、使用選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)或黏結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)制造汽車零部件鑄造用的砂模或使用選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)制造鑄造工藝中的熔模。
雖然有些應(yīng)用還處于探索階段,但3D打印技術(shù)在提升汽車發(fā)動機(jī)性能、縮短制造周期方面的優(yōu)勢已日漸清晰。下面介紹一個康明斯公司通過使用選擇性激光熔化3D打印技術(shù)制造輕量化柴油發(fā)動機(jī)支架的案例。
通過3D打印制造的柴油發(fā)動機(jī)支架,不僅提高了柴油機(jī)支架的性能,還為風(fēng)扇驅(qū)動皮帶輪提供了錨點(diǎn)這個零件設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)是輕量化性能改進(jìn)并降低制造成本，在內(nèi)燃機(jī)中,發(fā)動機(jī)支架是負(fù)責(zé)連接動力總成系統(tǒng)的一個重要部件,不僅連接發(fā)動機(jī),還連接變速器和附件,并將動力總成連接到車輛底盤上。
在優(yōu)化柴油機(jī)支架的過程中需要同時考慮到以下問題:
如何與相關(guān)的部件連接的問題;
理解選擇性激光熔化技術(shù)的長處和限制,在設(shè)計(jì)階段充分考慮后處理的要求;
制造時間和預(yù)算的要求。
在進(jìn)行發(fā)動機(jī)支架的設(shè)計(jì)時,首先是獲得發(fā)動機(jī)支架的載荷要求,發(fā)動機(jī)支架的機(jī)械性能與負(fù)荷軸承密切相關(guān)。為了正確地確定所涉及的負(fù)載優(yōu)化問題,項(xiàng)目小組對整車中的部件進(jìn)行了測試,在特殊的軌道運(yùn)行情況下,發(fā)動機(jī)系統(tǒng)開始進(jìn)行了加速運(yùn)轉(zhuǎn),根據(jù)分布在整個動力總成系統(tǒng)的加速度及監(jiān)測結(jié)果,項(xiàng)目小組獲得了相關(guān)的負(fù)載值,并且還額外考慮到功耗與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的曲線、車輛占空比、在其他環(huán)境下的輪轂負(fù)載情況等多種因素。
這些數(shù)據(jù)被輸入氣缸體的有限元模型中,從而形成數(shù)學(xué)優(yōu)化的迭代計(jì)算過程。在本案例中,拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)讓設(shè)計(jì)師直接專注于要實(shí)現(xiàn)的機(jī)械性能:給定載荷、邊界條件和設(shè)計(jì)量,求解器可以找到最有效的結(jié)構(gòu)數(shù)量和材料分布。當(dāng)然要達(dá)到最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果是個“瞻前顧后”的問題,在設(shè)計(jì)時不僅僅需要做一個充分的設(shè)計(jì)分析,還需要了解如何獲得最?經(jīng)濟(jì)效益,并通過簡化裝配過程或避免機(jī)加工過程中使用昂貴的非標(biāo)刀具,來降低制造成本。
3D打印技術(shù)的優(yōu)勢具體體現(xiàn)在:
形狀復(fù)雜度:小批量的生產(chǎn)中選擇性激光熔化3D打印技術(shù)更具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,尤其是當(dāng)涉及定制化和優(yōu)化的幾何槽形結(jié)構(gòu)的時候
高分辨率:通過精細(xì)的激光束,逐點(diǎn)逐層熔化金屬粉末獲得精細(xì)的內(nèi)部層次復(fù)雜度:在具有足夠分辨率的僉屬3D打印設(shè)備上,精細(xì)的功能制造意味著復(fù)雜的分層多尺度結(jié)構(gòu)。
功能復(fù)雜度:幾何的靈活性使得將原來需要幾個零件組裝而成的部件可以作為一個整體打印出來。
以上就是悟空打印坊尼龍材料3D打印為大家大家介紹的有關(guān)3D打印汽車原型與設(shè)計(jì)驗(yàn)證應(yīng)用分析，希望可以給大家提供參考。
公安機(jī)關(guān)備案號:44030902000839
郭生
