Η βιομηχανική κατασκευή προσθέτων SLS επιτρέπει την ταχύτερη και χαμηλότερου κόστους ανάπτυξη και λειτουργικές δοκιμές πρωτοτύπων συστημάτων δεξαμενών καυσίμου.
Στην ανάπτυξη συστημάτων καυσίμου αυτοκινήτων, η παραγωγή πρωτοτύπων παραδοσιακά περιορίζεται από ακριβά εργαλεία και μεγάλους χρόνους κατασκευής. Τα κελύφη των δεξαμενών καυσίμου, τα εσωτερικά διαφράγματα και άλλα εξαρτήματα παράγονται συνήθως μέσω διαμόρφωσης κενού με ταχεία εργαλεία ή κατεργασία CNC, καθιστώντας τις επαναλήψεις σχεδιασμού τόσο δαπανηρές όσο και χρονοβόρες.
Η βιομηχανική τρισδιάστατη εκτύπωση SLS (Selective Laser Sintering) προσφέρει μια εναλλακτική προσέγγιση. Καταργώντας τα εργαλεία και παράγοντας λειτουργικά πολυμερικά εξαρτήματα απευθείας από δεδομένα CAD, οι κατασκευαστές μπορούν να επιταχύνουν σημαντικά την επικύρωση πρωτοτύπων, μειώνοντας παράλληλα το κόστος ανάπτυξης.
Αντικατάσταση εργαλείων και κατεργασίας CNC με παραγωγή SLS
Η κατασκευή πρωτοτύπων συμβατικών δεξαμενών καυσίμου συχνά απαιτεί ειδικά εργαλεία. Ανάλογα με το μέγεθος της δεξαμενής, ένα καλούπι ταχείας διαμόρφωσης κενού μπορεί να κοστίσει περίπου 5,500-7,000 δολάρια ΗΠΑ με χρόνο παραγωγής περίπου 12-14 ημέρες. Τα εσωτερικά διαφράγματα της δεξαμενής καυσίμου συνήθως κατασκευάζονται με μηχανική κατεργασία CNC από πολυαιθυλένιο, με κόστος περίπου 400-800 δολάρια ΗΠΑ ανά εξάρτημα και απαιτούμενες τέσσερις έως επτά ημέρες για την παραγωγή τους.
Όταν τα σχέδια αλλάζουν—όπως συμβαίνει συχνά κατά την ανάπτυξη προϊόντων—η διαδικασία εργαλειομηχανής ή κατεργασίας πρέπει συχνά να επαναλαμβάνεται, αυξάνοντας τόσο το κόστος όσο και τα χρονοδιαγράμματα του έργου.
Για τη βελτίωση της αποδοτικότητας της ανάπτυξης, ο προμηθευτής συστημάτων καυσίμου αυτοκινήτων Συστήματα Αυτοκινήτου YAPP υιοθέτησε τη βιομηχανική λύση SLS της TPM3D, συνδυάζοντας το Τρισδιάστατος εκτυπωτής P360 SLS με Σταθμός επεξεργασίας σκόνης PPS360. Η εταιρεία χρησιμοποιεί Precimid1176Pro GF30 ΜΑΥΡΟ, ένα υλικό PA12 ενισχυμένο με υαλοβάμβακα, για την κατασκευή πρωτοτύπων διαφραγμάτων δεξαμενών καυσίμου απευθείας από ψηφιακά σχέδια.
Η μετάβαση από την εξωτερική ανάθεση κατεργασίας στην εσωτερική παραγωγή SLS έχει μειώσει σημαντικά τον κύκλο ανάπτυξης. Τα πρωτότυπα διαφράγματα μπορούν πλέον να παραχθούν εντός μίας ημέρας αντί για περίπου πέντε ημέρες, μειώνοντας τον χρόνο παράδοσης κατά περίπου 80%.
Το κόστος κατασκευής έχει επίσης μειωθεί σημαντικά. Το κόστος παραγωγής ενός πρωτοτύπου διαφράγματος έχει μειωθεί από περίπου 625 δολάρια ΗΠΑ προς την περίπου 85 δολάρια ΗΠΑ— μείωση του 87%.
Μετά την αμμοβολή, τα εκτυπωμένα εξαρτήματα παρέχουν επαρκή ακρίβεια διαστάσεων και ποιότητα επιφάνειας για συναρμολόγηση και λειτουργική αξιολόγηση. Οι μηχανικοί είναι σε θέση να τροποποιήσουν μοντέλα CAD, να εκτυπώσουν ενημερωμένα εξαρτήματα και να ολοκληρώσουν την επικύρωση εντός της επόμενης ημέρας, επιτρέποντας πολύ ταχύτερες επαναλήψεις σχεδιασμού.
Συστήματα SLS μεγάλου μεγέθους για πρωτότυπα κελύφους ρεζερβουάρ καυσίμου
Πέρα από τα μεμονωμένα εξαρτήματα, τα συστήματα SLS διπλού λέιζερ μεγάλου μεγέθους της TPM3D—συμπεριλαμβανομένου του P550DL και S600DL—καθιστούν δυνατή την παραγωγή μονοκόμματων πρωτοτύπων μεγάλων κελυφών δεξαμενών καυσίμου.
Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διαδικασίες διαμόρφωσης κενού, το κόστος κατασκευής ενός πλήρους πρωτοτύπου δεξαμενής καυσίμου μπορεί να μειωθεί από περίπου 7,000 δολάρια ΗΠΑ προς την περίπου 1,250 δολάρια ΗΠΑ, που αντιπροσωπεύει μείωση κόστους περίπου 82%.
Οι χρόνοι παράδοσης μπορούν επίσης να μειωθούν από περίπου 12 ημέρες σε μόλις δύο ημέρες, μειώνοντας τον χρόνο παράδοσης κατά περίπου 83%.
Η TPM3D αναπτύσσει επίσης συστήματα SLS σε κλίμακα μετρητή, σχεδιασμένα να υποστηρίζουν ακόμη μεγαλύτερες εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία στο μέλλον.
Λειτουργικές δοκιμές πέρα από τα οπτικά πρωτότυπα
Σε αντίθεση με τα μοντέλα εμφάνισης που παράγονται αποκλειστικά για αξιολογήσεις σχεδιασμού, τα εξαρτήματα δεξαμενών καυσίμου που κατασκευάζονται από SLS μπορούν να χρησιμοποιηθούν για λειτουργικές δοκιμές κατά την ανάπτυξη του προϊόντος.
Οι τυπικές εφαρμογές επικύρωσης περιλαμβάνουν:
- Προσομοίωση δόνησης έξι αξόνων: Η μηχανική αντοχή και οι ισοτροπικές ιδιότητες του Precimid1176Pro GF30 BLK επιτρέπουν σε μονοκόμματα τυπωμένα πρωτότυπα δεξαμενών καυσίμου να υποβάλλονται σε δοκιμές προσομοίωσης κραδασμών και φορτίου. Μπορούν επίσης να ενσωματωθούν ενσωματωμένοι αισθητήρες για τη συλλογή δεδομένων τάσης και παραμόρφωσης κατά τη διάρκεια των δοκιμών.
- Σφράγιση και αξιολόγηση θερμοκρασίας: Μετά την μετεπεξεργασία και την επεξεργασία σφράγισης, οι τυπωμένες δεξαμενές καυσίμου μπορούν να αξιολογηθούν ως προς τη στεγανότητα αέρα, την υδατοστεγανότητα και τη θερμική απόδοση.
- Ακουστική δοκιμή: Τα τυπωμένα διαφράγματα δεξαμενών καυσίμου υποστηρίζουν την ταχεία αξιολόγηση των σχεδίων μείωσης θορύβου, επιτρέποντας στους μηχανικούς να συγκρίνουν πολλαπλές επαναλήψεις σχεδιασμού ελαχιστοποιώντας παράλληλα το κόστος ανάπτυξης.
Αυτές οι δυνατότητες επεκτείνουν τον ρόλο του SLS πέρα από την οπτική δημιουργία πρωτοτύπων, επιτρέποντας στις ομάδες μηχανικών να επικυρώνουν την απόδοση του προϊόντος νωρίτερα στη διαδικασία ανάπτυξης και υποστηρίζοντας λειτουργική παραγωγή χαμηλού όγκου, όπου είναι απαραίτητο.
Επιτάχυνση της Ψηφιακής Ανάπτυξης για Συστήματα Καυσίμων Αυτοκινήτων
Καθώς οι κατασκευαστές αυτοκινήτων συνεχίζουν να μειώνουν τους κύκλους ανάπτυξης, η προσθετική κατασκευή γίνεται ένα ολοένα και πιο πρακτικό εργαλείο για την παραγωγή πρωτοτύπων και την επικύρωση μηχανικής.
Συνδυάζοντας βιομηχανικό υλικό SLS με πολυμερή υλικά μηχανικής ποιότητας, η λύση της TPM3D επιτρέπει στους κατασκευαστές αυτοκινήτων να μειώσουν την εξάρτηση από ειδικά εργαλεία, να επιταχύνουν τις επαναλήψεις σχεδιασμού και να μειώσουν το κόστος κατασκευής πρωτοτύπων.
Για εφαρμογές όπως τα συστήματα δεξαμενών καυσίμου —όπου συχνά απαιτούνται πολλαπλοί γύροι επικύρωσης— η τρισδιάστατη εκτύπωση SLS παρέχει μια ευέλικτη ροή εργασίας κατασκευής που υποστηρίζει ταχύτερες μηχανικές αποφάσεις, διατηρώντας παράλληλα τη λειτουργική απόδοση που απαιτείται για τις δοκιμές.
Διαβάστε περισσότερα:
- Ταχεία Πρωτοτυποποίηση με Τρισδιάστατη Εκτύπωση SLS — Ο Πλήρης Οδηγός
- Από το πρωτότυπο στην παραγωγή: 3 χρήσεις των τρισδιάστατα εκτυπωμένων ανταλλακτικών αυτοκινήτων SLS σε ηλεκτρικά οχήματα
- Εκτυπωτές 3D με λέιζερ πλαστικής σκόνης Fusion - Τεχνολογία, υλικά και επιλογή μηχανήματος
- Πλήρης οδηγός για υλικά τρισδιάστατης εκτύπωσης SLS (PA12, PA11, CF, GF, PEEK και άλλα)
- Επιβράδυνση φλόγας UL94 5VA επιτυγχάνεται σε υλικό TPM3D SLS Nylon 12
