การออกแบบและการผลิตท่อร่วมไอดีกำลังเข้าสู่ยุคใหม่ในวงการมอเตอร์สปอร์ต ซึ่งน้ำหนักทุกกรัมและการตอบสนองของกระแสอากาศทุกมิลลิวินาทีสามารถส่งผลต่อสมรรถนะในสนามแข่งได้ สำหรับทีมแข่งและผู้ปรับแต่งสมรรถนะแล้ว ชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพสูงจึงไม่ใช่ทางเลือกอีกต่อไป แต่เป็นสิ่งจำเป็น
ที่ไต้หวัน กีฬาแข่งรถ DTM (ดีทีเอ็มอาร์เอส)บริษัทผู้เชี่ยวชาญด้านการปรับแต่งรถแข่งสมรรถนะสูง กำลังใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุด้วยการเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (SLS) เพื่อพลิกโฉมการพัฒนาและการผลิตชิ้นส่วนสำหรับมอเตอร์สปอร์ต โดยการร่วมมือกับ ทีพีเอ็ม3ดีDTMRS ซึ่งเป็นผู้ให้บริการเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ SLS ชั้นนำ ได้ผสานรวมการผลิต SLS ระดับอุตสาหกรรมเข้ากับกระบวนการทำงานของตนสำหรับระบบไอดีสำหรับรถแข่งขั้นสูงและชิ้นส่วนเครื่องยนต์
ตั้งแต่การหล่อและการตัดเฉือนด้วยเครื่อง CNC ไปจนถึงการผลิตแบบดิจิทัลเต็มรูปแบบ
ท่อร่วมไอดีแบบดั้งเดิมมักผลิตโดยการหล่ออะลูมิเนียมแล้วตามด้วยการกลึง CNC กระบวนการนี้ต้องใช้การผลิตแม่พิมพ์ การหล่อ การเชื่อม และการกลึงหลายขั้นตอน ทำให้การผลิตใช้เวลานานและเสี่ยงต่อข้อบกพร่อง เช่น โพรงจากการหดตัวหรือความคลาดเคลื่อนของขนาด
การใช้ เครื่องพิมพ์ 3 มิติ TPM3D P360 SLS พร้อมกับ ระบบประมวลผลผง TPM3D PPS360ปัจจุบัน DTMRS สามารถพิมพ์ท่อร่วมไอดีและห้องไอดีได้โดยตรงโดยใช้ Precimid1176Pro GF30 BLKวัสดุไนลอนเสริมใยแก้วที่ออกแบบมาเพื่อการใช้งานในอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสูง
โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือหรือกระบวนการผลิตหลายขั้นตอน ชิ้นส่วนต่างๆ สามารถเปลี่ยนจากแบบร่าง CAD ไปเป็นชิ้นส่วนสำเร็จรูปได้ ภายในเวลาเพียง 48 ชั่วโมงหลังจากผ่านกระบวนการตกแต่งขั้นสุดท้ายอย่างง่าย เช่น การพ่นทรายและการปรับพื้นผิวให้เรียบ ชิ้นส่วนที่พิมพ์ออกมาจะมีค่าความคลาดเคลื่อนในการประกอบอยู่ที่ ±0.2 มม. ซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านความพอดีที่เข้มงวดของงานแข่งรถ
รอบการผลิตที่รวดเร็วขึ้นและต้นทุนการผลิตที่ต่ำลง
สำหรับงานผลิตชิ้นส่วนรถแข่งที่มีปริมาณน้อยและต้องการการปรับแต่งเฉพาะสูง การผลิตแบบดั้งเดิมมักประสบปัญหาเรื่องความคุ้มค่าด้านต้นทุน เฉพาะค่าแม่พิมพ์สำหรับการหล่อท่อไอดีก็อาจมีราคาสูงถึงหลายหมื่นดอลลาร์แล้ว ขณะที่กระบวนการตกแต่งและตรวจสอบที่ต้องใช้แรงงานจำนวนมากก็ยิ่งเพิ่มต้นทุนการผลิตขึ้นไปอีก
การพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS ช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้แม่พิมพ์ได้อย่างสิ้นเชิง การใช้ประโยชน์จากวัสดุสูงกว่า 90% และผงวัสดุที่ไม่ได้ใช้สามารถนำไปรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ในการผลิตในอนาคตได้ ตามข้อมูลของ DTMRS วงจรการพัฒนาชุดประกอบท่อไอดีแบบครบชุดลดลงมากกว่า 80% เมื่อเทียบกับวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม
ที่สำคัญไม่แพ้กันคือ กระบวนการผลิตแบบดิจิทัลเต็มรูปแบบช่วยให้ได้ชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสม่ำเสมอสูง ข้อบกพร่องจากการหล่อแบบสุ่ม เช่น รูพรุนและฟองอากาศจะถูกกำจัดออกไป ทำให้ DTMRS สามารถบรรลุผลผลิตเกือบ 100% ในขณะเดียวกันก็สามารถพัฒนาการออกแบบใหม่ๆ สำหรับลูกค้าได้อย่างรวดเร็ว
ประสิทธิภาพน้ำหนักเบา: ท่อร่วมไอดี V8 น้ำหนักเพียง 1.9 กก.
การลดน้ำหนักยังคงเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดในวิศวกรรมยานยนต์สำหรับการแข่งขัน โดยส่งผลโดยตรงต่ออัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก การควบคุม และความสมดุลของตัวรถ
ด้วยการใช้ท่อร่วมไอดีและท่อไอดีแบบพิมพ์ SLS ที่ผลิตจากไนลอนเสริมใยแก้ว DTMRS สามารถลดน้ำหนักของชิ้นส่วนได้อย่างมาก ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างไว้ได้
ท่อร่วมไอดี V8 ที่ผลิตด้วยเทคโนโลยี SLS ของ TPM3D มีน้ำหนักเพียง 1.9 กิโลกรัม และใช้เวลาพิมพ์ประมาณ 13 ชั่วโมง ส่วนชิ้นส่วนไอดีอีกชิ้นหนึ่งมีน้ำหนัก 2.5 กิโลกรัม และใช้เวลาผลิตประมาณ 10 ชั่วโมง เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนโลหะแบบดั้งเดิม ชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วย SLS ช่วยลดน้ำหนักได้มากกว่า 40%
นอกเหนือจากการลดน้ำหนักแล้ว เทคโนโลยี SLS ยังช่วยให้สามารถสร้างช่องทางการไหลของอากาศภายในที่ซับซ้อน รูปทรงผนังบาง และคุณสมบัติโครงสร้างแบบบูรณาการ ซึ่งทำได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้เลยหากใช้การหล่อแบบธรรมดา เส้นทางการไหลของอากาศที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการดูดอากาศและการตอบสนองของเครื่องยนต์
รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนโดยไม่มีข้อจำกัดด้านการผลิต
วิธีการผลิตแบบดั้งเดิมมักจำกัดความสามารถของวิศวกรในการออกแบบช่องภายในที่โค้งงอ รางวิ่งที่มีหน้าตัดแปรผัน หรือโครงสร้างเสริมแรงแบบบูรณาการ การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ SLS ช่วยขจัดข้อจำกัดเหล่านั้นได้หลายประการ
ด้วยปริมาตรการพิมพ์ขนาดใหญ่ของระบบ P360 (360 × 360 × 600 มม.) DTMRS สามารถพิมพ์ชุดประกอบท่อไอดีแบบชิ้นเดียวที่รวมหน้าแปลน โครงสร้างสำหรับติดตั้งเซ็นเซอร์ และรายละเอียดการทำงานอื่นๆ เข้าไว้ในดีไซน์โดยตรง ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการเชื่อม การปิดผนึก และการประกอบเพิ่มเติมในภายหลัง
หลังจากการปรับปรุงกระบวนการแล้ว ความหยาบของพื้นผิวภายในของช่องทางการไหลของอากาศจะลดลงอย่างมาก ทำให้ความต้านทานการไหลของอากาศลดลง และส่งผลให้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีขึ้น
TPM3D P360 + PPS360: โซลูชัน SLS สำหรับการผลิตชิ้นส่วนดิจิทัลในวงการมอเตอร์สปอร์ต
การผลิตชิ้นส่วนสำหรับมอเตอร์สปอร์ตต้องการความเร็ว ความสม่ำเสมอ และความยืดหยุ่นในการผลิต ระบบเวิร์กโฟลว์ SLS แบบบูรณาการของ TPM3D ผสานรวมเครื่องพิมพ์อุตสาหกรรม P360 เข้ากับเวิร์กสเตชันการประมวลผลผง PPS360 เพื่อสร้างระบบการผลิตขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพสูง
เครื่อง P360 ได้รับการรับรองมาตรฐาน CE และมีเครื่องกำเนิดไนโตรเจนในตัวและเทคโนโลยีระบายความร้อนแบบแอคทีฟสำหรับการทำงานต่อเนื่อง เวิร์กสเตชั่น PPS360 รองรับการกู้คืนผง การร่อน การผสม และการป้อนแบบอัตโนมัติ พร้อมทั้งรักษามาตรฐานความปลอดภัยป้องกันการระเบิดตลอดกระบวนการ
สำหรับ DTMRS โซลูชันนี้ช่วยให้สามารถเปลี่ยนผ่านจากการผลิตแบบดั้งเดิมไปสู่การผลิตดิจิทัลที่ยืดหยุ่นได้ โดยรองรับทุกอย่างตั้งแต่การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วไปจนถึงชิ้นส่วนรถแข่งสำหรับใช้งานขั้นสุดท้ายในปริมาณน้อย
การพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS กำลังพลิกโฉมอนาคตของชิ้นส่วนสำหรับมอเตอร์สปอร์ต
การทำงานร่วมกันระหว่าง ทีพีเอ็ม3ดี และ กีฬาแข่งรถ DTM แสดงให้เห็นว่าการพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS ในระดับอุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนแปลงอนาคตของการผลิตชิ้นส่วนสำหรับการแข่งขันอย่างไร
เมื่อข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องกับเครื่องมือ น้ำหนัก ต้นทุน และระยะเวลาการผลิตค่อยๆ หายไป วิศวกรจึงมีอิสระมากขึ้นในการปรับแต่งการออกแบบที่เน้นประสิทธิภาพ ตั้งแต่ท่อไอดีไปจนถึงระบบส่งกำลังในอนาคต การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) กำลังขยายขอบเขตความเป็นไปได้ในด้านวิศวกรรมมอเตอร์สปอร์ตอย่างรวดเร็ว
