SLS 3D-печать снижает затраты на прототипирование автомобильных топливных баков более чем на 80%

Промышленное аддитивное производство методом селективного лазерного спекания (SLS) позволяет быстрее и с меньшими затратами разрабатывать прототипы топливных систем и проводить испытания.

Прототипирование при разработке автомобильных топливных систем традиционно сопряжено с использованием дорогостоящих инструментов и длительными сроками изготовления. Корпуса топливных баков, внутренние перегородки и другие компоненты обычно изготавливаются методом вакуумного формования или на обрабатывающих станках с ЧПУ, что делает каждую итерацию в процессе опытно-конструкторских работ трудоемкой и дорогостоящей.

Промышленная 3D-печать методом селективного лазерного спекания (Selective Laser Sintering, SLS) предлагает альтернативный подход. Производя функциональные полимерные прототипы непосредственно по цифровым моделям и без использования дорогостоящей оснастки, производители могут значительно сокращать временные и финансовые затраты на разработку и проверку прототипов.

3D-печатный прототип компонента топливной системы. Фото: TPM3D 

Замена изготовления оснастки механической обработкой на SLS 3D-печать

Для изготовления прототипов топливных баков часто требуется специальная оснастка. В зависимости от размера бака пресс-форма для вакуумного формования может стоить около 500 000 рублей, а сроки изготовления могут достигать двенадцати-четырнадцати дней. Внутренние перегородки топливных баков также обычно изготавливаются из полиэтилена на станках с ЧПУ, а их стоимость составляет порядка 50 000 рублей за деталь при сроках изготовления от четырех до семи дней.

При изменении конструкции необходимо заново изготавливать оснастку или выполнять механическую обработку для получения следующих итераций продукта, что увеличивает стоимость и сроки реализации проектов.

Чтобы повысить эффективность опытно-конструкторских работ, китайская компания-поставщик автомобильных топливных систем YAPP Automotive Systems внедрила в опытное производство промышленный SLS 3D-принтер TPM3D P360 и станцию постобработки PPS360.

Промышленный SLS 3D-принтер TPM3D P360 со станцией обработки PPS360. Фото: TPM3D

Аддитивная система используется в функциональном прототипировании перегородок топливных баков непосредственно по цифровым моделям с использованием композита Precimid1176Pro GF30 BLK — полиамида-12 со стекловолоконным армирующим наполнителем. 

Переход от механической обработки на аутсорсе к собственному производству методом селективного лазерного спекания существенно сократил издержки. Теперь прототипы перегородок можно получать за один день вместо пяти, а стоимость изготовления снизилась с примерно 50 000 рублей до 7 000 рублей. 

После пескоструйной обработки 3D-печатные детали обладают необходимой размерной точностью и качеством поверхностей для примерки и испытаний. Инженеры могут оперативно вносить изменения в 3D-модели, печатать обновленные детали и проводить новые испытания уже на следующий день, что значительно ускоряет опытно-конструкторские работы и вывод продукции в серию.

Прототипы компонентов топливной системы, изготовленные по технологии SLS 3D-печати. Фото: TPM3D

Крупноформатные аддитивные системы для 3D-печати цельных прототипов топливных баков

Помимо отдельных компонентов крупноформатные двухлазерные SLS 3D-принтеры от TPM3D, в том числе установки P550DL и S600DL, позволяют получать цельные прототипы корпусов больших топливных баков. По сравнению с традиционным вакуумным формованием стоимость изготовления крупногабаритного прототипа топливного бака снижается с примерно 600 000 до 100 000 рублей, а сроки изготовления — с двенадцати до двух дней. 

TPM3D также разрабатывает системы SLS 3D-печати с полезными объемами в метровом диапазоне для еще более крупномасштабных проектов. 

Топливный бак, изготовленный по технологии SLS 3D-печати. Фото: TPM3D

Испытания функциональных прототипов

В отличие от нефункциональных прототипов, которые создаются исключительно для проверки внешнего вида, изготовленные методом SLS 3D-печати компоненты топливных баков можно использовать для механических испытаний. Высокая прочность и изотропность композита Precimid1176Pro GF30 BLK позволяют печатать цельные прототипы топливных баков для проведения вибрационных, прочностных и деформационных испытаний с возможностью интеграции датчиков в испытуемые образцы. 

Цельный прототип топливного бака во время вибрационных испытаний. Фото: TPM3D

После постобработки и герметизации 3D-печатные топливные баки также можно проверить на герметичность, водопроницаемость и теплостойкость.

Проверка топливного бака на герметичность и водонепроницаемость. Фото: TPM3D

3D-печатные перегородки позволяют быстро оценивать эффективность шумоподавления и сравнивать различные варианты конструкций, минимизируя затраты на разработку.

Проверка 3D-печатных перегородок топливного бака на эффективность шумоподавления. Фото: TPM3D

Перечисленные возможности расширяют сферу применения SLS 3D-печати, позволяя инженерным командам проверять характеристики продуктов на ранних этапах разработки и при необходимости осуществлять мелкосерийное производство функциональных прототипов для разнообразных испытаний.

Ускорение цифровой разработки автомобильных топливных систем

По мере того как автопроизводители сокращают циклы разработки, аддитивное производство становится все более практичным инструментом функционального прототипирования.

Промышленное оборудование для SLS 3D-печати и инженерные полимерные материалы от TPM3D помогают конструкторам снижать зависимость от специализированных инструментов, ускорять итеративное проектирование и сокращать издержки на прототипирование, включая функциональное. 

Компания «Аврора Карбон Технолоджи» (Avrora-3D) — официальный партнер производителя SLS 3D-принтеров и расходных материалов TPM3D в РФ и странах Таможенного союза.

Каталог аддитивного оборудования от TPM3D доступен на сайте Avrora-3D.

Компания Avrora-3D также предлагает услуги промышленной SLS 3D-печати в Москве.

С другими примерами применения промышленной SLS 3D-печати можно ознакомиться по ссылке.

Реклама. ООО "Аврора Карбон Технолоджи", ИНН: 7720756428