Промышленное аддитивное производство методом селективного лазерного спекания (SLS) позволяет ускорить и снизить затраты на разработку и функциональное тестирование прототипов топливных баков.
В разработке автомобильных топливных систем производство прототипов традиционно ограничено дорогостоящей оснасткой и длительными сроками изготовления. Корпуса топливных баков, внутренние перегородки и другие компоненты обычно изготавливаются методом вакуумной формовки с использованием быстрой оснастки или станков с ЧПУ, что делает итерации проектирования дорогостоящими и трудоемкими.
Промышленная SLS (селективное лазерное спекание) 3D-печать предлагает альтернативный подход. Исключая необходимость в оснастке и производя функциональные полимерные детали непосредственно из CAD-данных, производители могут значительно ускорить проверку прототипов, одновременно снижая затраты на разработку.
Замена оснастки и станков с ЧПУ на производство методом селективного лазерного спекания (SLS).
Для изготовления прототипов топливных баков традиционным способом часто требуется специальная оснастка. В зависимости от размера бака, изготовление пресс-формы методом быстрого вакуумного формования может стоить приблизительно 5,500–7,000 долларов США, а срок изготовления составляет около 12–14 дней. Внутренние перегородки топливного бака обычно изготавливаются на станках с ЧПУ из полиэтилена, стоимость одной детали составляет приблизительно 400–800 долларов США, а срок изготовления — от четырех до семи дней.
Когда конструкция меняется — а это часто происходит в процессе разработки продукта — процесс изготовления оснастки или механической обработки зачастую приходится повторять, что увеличивает как стоимость, так и сроки выполнения проекта.
Для повышения эффективности разработки поставщик автомобильных топливных систем YAPP Автомобильные системы внедрили промышленное решение SLS от TPM3D, объединив в себе 3D-принтер P360 SLS с Станция обработки порошка PPS360. Компания использует Precimid1176Pro GF30 BLK, материал PA12, армированный стекловолокном, для изготовления прототипов перегородок топливных баков непосредственно по цифровым проектам.
Переход от аутсорсинга механической обработки к собственному производству методом селективного лазерного спекания (SLS) существенно сократил цикл разработки. Теперь прототипы перегородок можно изготавливать за один день вместо примерно пяти дней, что сокращает сроки выполнения заказа примерно на 80%.
Производственные затраты также значительно снизились. Стоимость изготовления прототипа дефлектора сократилась с... примерно 625 долларов США в около 85 долларов США— уменьшение 87%.
После пескоструйной обработки напечатанные детали обладают достаточной точностью размеров и качеством поверхности для сборки и функциональной оценки. Инженеры могут модифицировать CAD-модели, печатать обновленные детали и завершать проверку в течение следующего дня, что позволяет значительно ускорить итерации проектирования.
Крупноформатные системы SLS для прототипов корпусов топливных баков
Помимо отдельных компонентов, крупноформатные двухлазерные системы SLS от TPM3D, включая, в частности, P550DL и S600DL—обеспечить возможность цельного производства прототипов корпусов топливных баков больших размеров.
По сравнению с традиционными процессами вакуумного формования, себестоимость изготовления прототипа топливного бака может быть снижена на примерно 7,000 долларов США в около 1,250 долларов СШАчто представляет собой снижение затрат примерно на 82%.
Сроки выполнения заказа также могут быть сокращены с примерно 12 дней до всего двух дней, что уменьшает время доставки примерно на 83%.
Компания TPM3D также разрабатывает системы SLS метрового масштаба, предназначенные для поддержки еще более крупных автомобильных приложений в будущем.
Функциональное тестирование за пределами визуальных прототипов
В отличие от демонстрационных моделей, создаваемых исключительно для анализа дизайна, компоненты топливного бака, изготовленные компанией SLS, могут использоваться для функционального тестирования в процессе разработки продукта.
Типичные области применения валидации включают:
- Моделирование шестиосевой вибрации: Механическая прочность и изотропные свойства Precimid1176Pro GF30 BLK позволяют проводить испытания на вибрацию и моделирование нагрузок цельнолитых прототипов топливных баков, изготовленных методом 3D-печати. Также можно интегрировать датчики для сбора данных о напряжениях и деформациях во время испытаний.
- Оценка герметичности и температуры: После постобработки и герметизации напечатанные на 3D-принтере топливные баки можно оценить на герметичность, водонепроницаемость и тепловые характеристики.
- Акустическое тестирование: Печатные перегородки для топливных баков позволяют быстро оценивать варианты снижения шума, давая инженерам возможность сравнивать различные варианты конструкции при минимизации затрат на разработку.
Эти возможности расширяют роль SLS за пределы визуального прототипирования, позволяя инженерным группам проверять характеристики продукта на более ранних этапах разработки и поддерживая мелкосерийное функциональное производство там, где это целесообразно.
Ускорение цифровой разработки для автомобильных топливных систем
Поскольку производители автомобилей продолжают сокращать циклы разработки, аддитивное производство становится все более практичным инструментом для создания прототипов и проверки инженерных решений.
Благодаря сочетанию промышленного оборудования для SLS-печати с полимерными материалами инженерного класса, решение TPM3D позволяет разработчикам автомобильной промышленности снизить зависимость от специализированной оснастки, ускорить итерации проектирования и снизить затраты на изготовление прототипов.
Для таких применений, как системы топливных баков, где часто требуется несколько этапов проверки, 3D-печать методом SLS обеспечивает гибкий производственный процесс, который способствует принятию более быстрых инженерных решений, сохраняя при этом функциональные характеристики, необходимые для тестирования.
Прочитайте больше:
- Быстрое прототипирование с помощью SLS 3D-печати — полное руководство
- От прототипа до производства: три способа использования деталей, напечатанных на 3D-принтере SLS, в электромобилях
- Лазерные 3D-принтеры, использующие технологию послойного спекания пластикового порошка — технология, материалы и выбор оборудования.
- Полное руководство по материалам для 3D-печати методом SLS (PA12, PA11, CF, GF, PEEK и другие)
- Огнестойкость по стандарту UL94 5VA достигнута в материале TPM3D SLS Nylon 12.
