Как металлическая 3Д печать с Eplus3D трансформирует автопром

Традиционные методы, такие как литье или сварка, часто становятся тормозом: они не дают свободы дизайна и требуют долгой подготовки производства.

На этом фоне металлическая 3Д печать становится основным способом производства финальных деталей. Компания Eplus3D помогает инженерам преодолевать ограничения традиционных методов, предлагая системы селективного лазерного сплавления (MPBF), которые работают точно, быстро и надежно.

В этой статье мы расскажем четыре истории о том, как оборудование Eplus3D помогло решить реальные задачи: от гоночных болидов до тюнинга легендарных спортивных машин.

История первая: как алгоритмы сэкономили 62% веса (Siemens)

Инженеры компании Siemens Digital Industrial Solutions столкнулись с классической дилеммой: как сделать деталь легче и прочнее, не увеличивая стоимость производства? Объектом эксперимента стала педаль акселератора для гоночного автомобиля.

Традиционно такая педаль собирается из четырех отдельных металлических компонентов. Их нужно изготовить, подогнать, сварить и проверить на герметичность соединений. Это трудоемко, тяжело и дорого. 

Инженеры Siemens решили пойти другим путем: они использовали модуль генеративного дизайна в системе Solid Edge, чтобы пересмотреть саму концепцию детали.

Алгоритм предложил новую геометрию – органическую структуру, напоминающую кости живых существ. Материал был распределен только там, где он действительно нужен для прочности. В итоге четыре отдельные детали превратились в одну цельную конструкцию. Вместо стали использовали алюминиевый сплав AlSi10Mg, а изготовили педаль на двухлазерном принтере Eplus3D EP-M260. Результат превзошел ожидания: вес детали уменьшился на 62% (до 164 граммов), а необходимость в сварке и сборке исчезла полностью. 

История вторая: борьба за каждый грамм на треке (Delta Racing)

В автоспорте вес неподрессоренных масс влияет на управляемость сильнее, чем общий вес автомобиля. Студенческая команда Delta Racing из Университета прикладных наук Мангейма отлично знала это, готовя свой болид для соревнований Formula Student Electric. Главной целью сезона стало облегчение поворотных кулаков – узлов, которые соединяют колесо с подвеской.

Инженеры не стали просто копировать существующую деталь. Они провели масштабное моделирование, проанализировав 18 различных сценариев нагрузок: от экстремального торможения до проезда неровностей. С помощью топологической оптимизации они рассчитали идеальную форму, которая выдерживает все нагрузки, но содержит минимум материала.

Для производства выбрали высокопрочный алюминиевый сплав AlSi10Mg и принтер Eplus3D EP-M260. После печати детали прошли вакуумный отжиг для снятия напряжений и финишную обработку на 5-осевом станке.

Новый поворотный кулак весит всего 550 граммов – это на 50% меньше, чем фрезерованный аналог (1100 граммов). Поворотный кулак относится к неподрессоренным массам – это элементы подвески, которые не поддерживаются пружинами и напрямую воспринимают удары от дороги. В инженерии существует правило: снижение веса таких узлов влияет на управляемость в семь раз сильнее, чем облегчение общего веса автомобиля. Поэтому болид стал заметно отзывчивее в поворотах, а запас прочности остался выше расчетных требований.

История третья: безопасность в деталях (Incolmotos Yamaha)

Технологии 3Д печати полезны не только на гоночных треках, но и в серийном мотоциклостроении. Компания Incolmotos Yamaha, известный производитель и дистрибьютор мотоциклов, поставила задачу повысить безопасность водителей без ущерба для эстетики.

Речь шла о защите тормозного рычага. При падении или столкновении рычаг может случайно нажать тормоз, что приведет к аварии, или просто сломаться. Нужно было создать надежный защитный элемент, который бы легко устанавливался на разные модели мотоциклов и выдерживал ударные нагрузки.

В сотрудничестве с Eplus3D инженеры разработали многокомпонентную конструкцию защитного рычага. Благодаря послойной печати металлом удалось реализовать сложную геометрию крепления, которую трудно получить традиционными методами. Деталь получилась регулируемой по длине, простой в установке и достаточно прочной, чтобы защитить тормозную систему. После прохождения испытаний, рычаг был установлен на мотоцикл, доказав свою эффективность в реальных условиях.

История четвертая: распределенное производство для тюнинга (Ford Mustang)

Владельцы легендарных американских спортивных автомобилей часто стремятся сделать свою машину уникальной. Один из популярных способов – модернизация выхлопной системы. Однако традиционная сварка труб накладывает серьезные ограничения: создать сложную внутреннюю геометрию для улучшения потока газов вручную практически невозможно. Простые каналы приводят к потерям мощности и неидеальному звуку.

Клиент обратился в Eplus3D с задачей разработать индивидуальную выхлопную систему для Ford Mustang. Инженеры компании создали трехмерную модель в программе Rhino, специально оптимизировав внутренние каналы для максимального отвода газов. Система состоит из трех частей: соединительного стержня, расширительной камеры и выхлопной трубы.

Чтобы выполнить заказ в сжатые сроки, Eplus3D применило стратегию распределенной печати. Заказы одновременно отправили в сервисные центры в Вэйхае, Хаймыне и Чунцине, где принтеры EP-M260 работали параллельно. Это позволило значительно сократить время поставки. Перед печатью металлом клиенту показали прототип из фотополимера, чтобы убедиться в точности сборки и внешнем виде.

Результат превзошел ожидания. Вес системы снизился на 67% по сравнению с заводской, при этом прочность осталась на высоком уровне. Оптимизированная геометрия каналов улучшила отвод выхлопных газов, что положительно сказалось на мощности двигателя. Кроме того, система получила глубокий звук, сравнимый со звуком спортивного автомобиля высшего класса.

Что еще создают на оборудовании Eplus3D?

Помимо крупных проектов, оборудование Eplus3D ежедневно используется для производства разнообразных автомобильных компонентов. Например, на установке EP-M400S печатают облегченные поршни из алюминиевых сплавов с толщиной слоя 60 мкм. Для корпусов теплообменников используют медные сплавы на компактных системах EP-M260. А крупногабаритные элементы, такие как крепления днища размером 830 мм или корпуса выхлопных систем, изготавливают на мощных принтерах EP-M650H.

Заключение

Сегодняшние истории показывают одну закономерность: металлическая 3Д печать перешла из разряда экспериментов в категорию рабочих инструментов. Она позволяет снижать вес деталей на 50–67%, объединять несколько узлов в один и ускорять вывод продукции на рынок.

Eplus3D продолжает развивать свои технологии, предлагая инженерам автомобильной отрасли решения, которые помогают создавать транспорт будущего – более легкий, быстрый и эффективный.

Реклама. OOO "3Д Вижн". ИНН: 7802253640