3D-печать SLS снижает затраты и время на производство прототипов автомобильных топливных баков более чем на 80%
Промышленное аддитивное производство с помощью селективного лазерного SLS-спекания позволяет быстрее и с меньшими затратами разрабатывать прототипы топливных систем и проводить их функциональное тестирование.
При разработке топливных систем для автомобилей производство прототипов традиционно было сопряжено с использованием дорогостоящих инструментов и длительными сроками изготовления. Корпуса топливных баков, внутренние перегородки и другие компоненты обычно изготавливаются методом вакуумной формовки или с помощью станков с ЧПУ, что делает каждую итерацию НИОКР трудоемкой и дорогостоящей.
В тоже время промышленная 3D-печать методом селективного лазерного спекания (Selective Laser Sintering, SLS) предлагает альтернативный подход. Отказавшись от оснастки и производя функциональные полимерные детали непосредственно на основе данных САПР, производители могут значительно ускорить проверку прототипов и сократить затраты на их разработку.
SLS 3D-печать прототипа части топливной системы. Фото: TPM3D
Замена производства оснастки на станках с ЧПУ на SLS-производство
Для изготовления прототипов топливных баков часто требуется специальная оснастка. В зависимости от размера бака, пресс-форма для вакуумной формовки может стоить около 500 000 рублей, а срок ее изготовления — около 12–14 дней. Внутренние перегородки топливных баков также обычно изготавливаются на станках с ЧПУ из полиэтилена, а их стоимость составляет 50 000 за деталь, при сроке изготовления — от 4 до 7 дней.
При изменении конструкции необходимо заново изготавливать оснастку или выполнять мехобработку для получения следующих итераций продукта, что увеличивает стоимость и сроки реализации проекта.
Чтобы повысить эффективность разработки, поставщик автомобильных топливных систем из Китая, компания YAPP Automotive Systems внедрила в свое опытное производство SLS промышленное решение от компании TPM3D – индустриальный SLS 3D-принтер P360 + станцию постобработки PPS360.
Данная SLS установка предназначена для 3D-печати систем топлива и функциональных прототипов перегородок топливных баков непосредственно по цифровым моделям из полиамида - Precimid1176Pro GF30 BLK (PА12 армированный стекловолокном).
Переход от механической обработки на стороне к собственному производству методом селективного лазерного спекания существенно сократил цикл разработки. Теперь прототипы перегородок можно изготовить за один день вместо примерно - пяти, что сокращает время выполнения заказа примерно на 80%.
Кроме этого, значительно снизились производственные затраты. Стоимость изготовления прототипа перегородки была снижена с примерно 50 000 руб до 7 000 руб или более чем на 80%.
После пескоструйной обработки напечатанные детали обеспечивают достаточную точность размеров и качество поверхности для сборки и функциональной проверки. Инженеры могут оперативно вносить изменения в CAD-модели, печатать обновленные детали и проводить проверку уже на следующий день, что значительно ускоряет процесс проектирования и вывода продукции в серию.
Изделия топливной системы, изготовленные по технологии 3D-печати SLS. Фото: TPM3D
Крупноформатные системы селективного лазерного спекания для цельных прототипов корпусов топливных баков
Помимо отдельных компонентов, крупноформатные системы селективного лазерного спекания TPM3D с двумя лазерами, в том числе P550DL и S600DL, позволяют изготавливать цельные прототипы корпусов топливных баков больших размеров.
По сравнению с традиционными процессами вакуумной формовки, стоимость изготовления прототипа топливного бака большого размера может быть снижена с, примерно, 600 000 руб до 100 000 руб, то есть на 80+%.
Срок выполнения заказа также сокращается с, примерно, 12 до 2 дней, что уменьшит время производства также на 80%.
TPM3D также разрабатывает системы SLS 3D-печати в метрическом масштабе, предназначенные для еще более масштабных автомобильных проектов в будущем.
Топливный бак, изготовленный по технологии 3D-печати SLS. Фото: TPM3D
Функциональное тестирование прототипов
В отличие от нефункциональных прототипов, которые создаются исключительно для проверки внешнего вида, компоненты топливных баков, изготовленные методом SLS 3D-печати можно использовать для функционального тестирования в процессе разработки продукта.
К функциональному тестированию относятся следующие виды испытаний:
Шестиосевое моделирование вибрации:
Механическая прочность и изотропные свойства материала Precimid1176Pro GF30 BLK позволяют печатать цельные прототипы топливных баков для проведения испытаний на вибрацию и нагрузку. Также можно встроить датчики для сбора данных о напряжении и деформации во время испытаний.
Цельный прототип топливного бака во время проведения испытаний на вибрацию и нагрузку. Фото: TPM3D
Герметизация и оценка температурных характеристик: после постобработки и герметизации напечатанные топливные баки можно проверить на герметичность, водонепроницаемость и термостойкость.
Проверка топливного бака на герметичность, водонепроницаемость и термостойкость. Фото: TPM3D
Акустические испытания: напечатанные перегородки топливного бака позволяют быстро оценить эффективность шумоподавления, что дает инженерам возможность сравнивать различные варианты конструкции, минимизируя затраты на разработку.
Проверка напечатанных перегородок топливного бака на эффективность шумоподавления. Фото: TPM3D
Перечисленные в данном материале возможности расширяют сферу применения SLS 3D-печати, позволяя инженерным командам проверять характеристики продукта на ранних этапах разработки и при необходимости осуществлять мелкосерийное производство функциональных прототипов для широкой гаммы испытаний.
Ускорение цифровой разработки топливных систем для автомобилей
По мере того как автопроизводители сокращают циклы разработки, аддитивное производство становится все более практичным инструментом для создания прототипов и инженерной проверки.
Решение TPM3D, сочетающее промышленное оборудование для SLS 3D-печати с инженерными полимерными материалами, позволяет разработчикам в автомобильной отрасли снизить зависимость от специализированных инструментов, ускорить итерации проектирования и сократить затраты на изготовление прототипов, включая функциональные прототипы.
Для таких применений, как системы топливных баков— где часто требуется несколько этапов валидации, SLS 3D-печать обеспечивает гибкий производственный процесс, который позволяет быстрее принимать инженерные решения при сохранении функциональных характеристик, необходимых для проведения испытаний.
Компания Аврора Карбон Технолоджи - официальный партнер производителя SLS 3D-принтеров и расходных материалов TPM3D в РФ и странах таможенного союза. Предлагаем:
Оборудование TPM3D
Услуги промышленной SLS 3D-печати в Москве с доставкой по РФ
Другие применения промышленной SLS печати