تتيح تقنية التصنيع الإضافي SLS الصناعية تطويرًا أسرع وأقل تكلفة واختبارًا وظيفيًا لنماذج أنظمة خزانات الوقود.
في مجال تطوير أنظمة وقود السيارات، لطالما كان إنتاج النماذج الأولية مقيدًا بتكاليف الأدوات الباهظة وفترات التصنيع الطويلة. وعادةً ما تُصنع هياكل خزانات الوقود والحواجز الداخلية والمكونات الأخرى عن طريق التشكيل الحراري باستخدام أدوات سريعة أو التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC)، مما يجعل عمليات إعادة التصميم مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً.
توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد الصناعية بتقنية التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) نهجًا بديلًا. فمن خلال الاستغناء عن الأدوات وإنتاج أجزاء بوليمرية وظيفية مباشرة من بيانات التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، يمكن للمصنعين تسريع عملية التحقق من صحة النماذج الأولية بشكل كبير مع تقليل تكاليف التطوير.
استبدال الأدوات والتصنيع باستخدام الحاسوب بتقنية الإنتاج بتقنية التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS)
يتطلب تصنيع نماذج أولية تقليدية لخزانات الوقود عادةً أدوات مخصصة. وبحسب حجم الخزان، قد تتراوح تكلفة قالب التشكيل الحراري السريع بالتفريغ بين 5,500 و7,000 دولار أمريكي، مع فترة إنتاج تتراوح بين 12 و14 يومًا. أما الحواجز الداخلية لخزانات الوقود، فتُصنع عادةً باستخدام آلات CNC من البولي إيثيلين، بتكلفة تتراوح بين 400 و800 دولار أمريكي للقطعة الواحدة، وتستغرق عملية إنتاجها من أربعة إلى سبعة أيام.
عندما تتغير التصاميم - كما يحدث بشكل متكرر أثناء تطوير المنتج - يجب في كثير من الأحيان تكرار عملية الأدوات أو التصنيع، مما يزيد من التكلفة والجداول الزمنية للمشروع.
لتحسين كفاءة التطوير، مورد أنظمة وقود السيارات أنظمة السيارات ياب اعتمدت الشركة حل SLS الصناعي من TPM3D، والذي يجمع بين طابعة P360 SLS ثلاثية الأبعاد مع الالجائزة محطة معالجة المساحيق PPS360. تستخدم الشركة بريسيميد 1176 برو جي اف 30 اسود، وهي مادة PA12 مقواة بالألياف الزجاجية، لتصنيع حواجز خزان الوقود النموذجية مباشرة من التصاميم الرقمية.
أدى التحول من التصنيع الخارجي إلى الإنتاج الداخلي بتقنية الطباعة الانتقائية بالليزر (SLS) إلى تقصير دورة التطوير بشكل كبير. أصبح بالإمكان الآن إنتاج نماذج أولية للحواجز في غضون يوم واحد بدلاً من خمسة أيام تقريباً، مما يقلل وقت التسليم بنحو 80%.
كما انخفضت تكاليف التصنيع بشكل ملحوظ. فقد انخفضت تكلفة إنتاج حاجز أولي من حوالي 625 دولارًا أمريكيًا إلى حوالي 85 دولار أمريكي- تخفيض 87%.
بعد عملية السفع الرملي، توفر الأجزاء المطبوعة دقة أبعاد وجودة سطح كافية للتجميع والتقييم الوظيفي. يستطيع المهندسون تعديل نماذج التصميم بمساعدة الحاسوب، وطباعة الأجزاء المحدثة، وإتمام عملية التحقق في غضون يوم واحد، مما يتيح إجراء تعديلات تصميمية أسرع بكثير.
أنظمة الطباعة الانتقائية بالليزر ذات الحجم الكبير لنماذج أولية لهياكل خزانات الوقود
وبعيدًا عن المكونات الفردية، تشمل أنظمة SLS ثنائية الليزر ذات التنسيق الكبير من TPM3D ما يلي: P550DL و S600DL—تمكين الإنتاج من قطعة واحدة لنماذج أولية كبيرة لأغلفة خزانات الوقود.
بالمقارنة مع عمليات التشكيل الفراغي التقليدية، يمكن تقليل تكاليف تصنيع نموذج أولي كامل لخزان الوقود من حوالي 7,000 دولارًا أمريكيًا إلى حوالي 1,250 دولار أمريكي، وهو ما يمثل انخفاضًا في التكلفة بنحو 82%.
ويمكن أيضًا تقصير فترات الانتظار من حوالي 12 يومًا إلى يومين فقط، مما يقلل وقت التسليم بنسبة 83% تقريبًا.
كما تقوم شركة TPM3D بتطوير أنظمة SLS بمقياس متر مصممة لدعم تطبيقات السيارات الأكبر حجماً في المستقبل.
اختبار الوظائف يتجاوز النماذج الأولية المرئية
بخلاف نماذج المظهر التي يتم إنتاجها فقط لمراجعات التصميم، يمكن استخدام مكونات خزان الوقود المصنعة بتقنية SLS للاختبار الوظيفي أثناء تطوير المنتج.
تشمل تطبيقات التحقق النموذجية ما يلي:
- محاكاة الاهتزازات سداسية المحاور: تتيح المتانة الميكانيكية والخواص المتجانسة لمادة Precimid1176Pro GF30 BLK إمكانية إجراء اختبارات محاكاة الاهتزاز والحمل على نماذج أولية مطبوعة من قطعة واحدة لخزانات الوقود. كما يمكن دمج أجهزة استشعار مدمجة لجمع بيانات الإجهاد والانفعال أثناء الاختبار.
- تقييم الإغلاق ودرجة الحرارة: بعد المعالجة اللاحقة ومعالجة الختم، يمكن تقييم خزانات الوقود المطبوعة من حيث إحكام الهواء، وإحكام الماء، والأداء الحراري.
- الاختبار الصوتي: تدعم الحواجز المطبوعة لخزانات الوقود التقييم السريع لتصميمات الحد من الضوضاء، مما يسمح للمهندسين بمقارنة العديد من تكرارات التصميم مع تقليل تكاليف التطوير.
تعمل هذه القدرات على توسيع دور تقنية الطباعة الانتقائية بالليزر (SLS) إلى ما هو أبعد من النماذج الأولية المرئية، مما يتيح للفرق الهندسية التحقق من أداء المنتج في وقت مبكر من عملية التطوير ودعم الإنتاج الوظيفي منخفض الحجم عند الاقتضاء.
تسريع التطوير الرقمي لأنظمة وقود السيارات
مع استمرار مصنعي السيارات في تقصير دورات التطوير، أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد أداة عملية بشكل متزايد لإنتاج النماذج الأولية والتحقق من صحة الهندسة.
من خلال الجمع بين أجهزة SLS الصناعية ومواد البوليمر ذات الجودة الهندسية، فإن حل TPM3D يمكّن مطوري السيارات من تقليل الاعتماد على الأدوات المخصصة، وتسريع عمليات التصميم المتكررة، وخفض تكاليف تصنيع النماذج الأولية.
بالنسبة لتطبيقات مثل أنظمة خزانات الوقود - حيث تكون هناك حاجة في كثير من الأحيان إلى جولات متعددة من التحقق - توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLS سير عمل تصنيع مرن يدعم اتخاذ قرارات هندسية أسرع مع الحفاظ على الأداء الوظيفي اللازم للاختبار.
اقرأ أكثر:
- النماذج الأولية السريعة باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLS - الدليل الكامل
- من النموذج الأولي إلى الإنتاج: 3 استخدامات لأجزاء السيارات المطبوعة بتقنية SLS ثلاثية الأبعاد في السيارات الكهربائية
- طابعات الليزر ثلاثية الأبعاد بتقنية دمج مسحوق البلاستيك - التكنولوجيا والمواد واختيار الآلة
- دليل شامل لمواد الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLS (PA12، PA11، CF، GF، PEEK والمزيد)
- تم تحقيق مقاومة اللهب UL94 5VA في مادة النايلون 12 بتقنية TPM3D SLS
