3D-tulostetut liukenevat sydämet pitävät Porschen iskussa

Porsche 911 using carbon-fiber parts made with 3D printed soluble cores

Champion Motorsport on rakentanut maineensa vaikuttavilla voitoilla autourheilussa. Sama voittava teknologia on nyt saatavilla aftermarket-suorituskykytuotteina Porsche-autoihin, muun muassa turboimukanavina Porsche 997:ään, joka tunnetaan myös nimellä Porsche 911. Perinteinen valmistus olisi pakottanut tinkimään joko ilmavirrasta tai ulkonäöstä. 3D-tulostetuilla liukenevilla muoteilla Championin ei tarvinnut tinkiä kummastakaan.

Composite turbo inlet duct in black made using a 3D printed FDM soluble core in white

Suorituskyvyn optimoimiseksi Champion valmistaa imukanavan hiilikuidusta, joka on luja, ohut ja kevyt. Näiden ominaisuuksien ansiosta kanavan sisämittoja voidaan kasvattaa, vaikka ulkomitta pysyy tehdasvaatimuksessa. Enempi sisätila parantaa ilmavirtausta, mikä yhdessä kevyemmän painon kanssa parantaa moottorin kokonaissuorituskykyä.

Porsche engine with carbon-fiber parts produced using 3D printed soluble cores

Yhtenä kappaleena olemisen haaste

Ongelma oli, etteivät tavanomaiset työkalumenetelmät pystyneet tekemään kanavaa, joka olisi täysin sileä sekä sisältä että ulkoa. Kahdesta osasta muovattu kanava pitäisi liimata, mikä tekisi siitä heikomman kuin yhdestä kappaleesta tehty kanava. Ainoa tapa muovata se yhtenä kappaleena oli käyttää muottia, joka voitiin poistaa putken sisältä. Uhrattava hiekkasydän kuitenkin heikensi pinnanlaatua eikä tarjonnut Championin tavoittelemaa tasaisuutta.

Champion Motorsportin lead mechanical engineer Chris Lyew kuvasi dilemman: “Ajoneuvon suorituskyky riippuu sileästä sisäpinnasta, kun taas asiakas odottaa kaunista ulkopintaa.”

A variety of complex composite ducts created using 3D printed soluble cores

Sydinratkaisu

Champion Motorsport löysi ratkaisun Fortus 3D Production Systemistä, jota se oli jo käyttänyt suunnitteluprosessissa. FDM-pohjainen 3D-tulostin oli palvellut yritystä toiminnallisten prototyyppien tekemisessä. Nyt se otti myös vastaan hiilikuidun muovauksen haasteen tuottamalla liukenevia FDM-sydämiä.

Champion kertoo, miten Fortus ottaa kolmiulotteisen CAD-suunnitelman ja tulostaa sen pohjalta muotin. Muotti voidaan “kääriä 360º hiilikuituun, jolloin valmiiseen osaan ei tarvita saumoja.” Liuos poistaa muotin ja jättää jäljelle täysin sileän putken. Yhden kappaleen rakenne takaa tasaisen laadun suorituskykyisiin turboimukanaviin. 3D-tulostus tarjoaa sen, mitä Lyew kutsuu “taikareseptiksi” tälle liukenevien sydämien tuotannolle.

Liukenevat FDM-sydämet ovat avanneet Championille myös uusia suunnittelumahdollisuuksia. Kuten Champion Motorsportin Technical Director Louis Malone sanoo: “Loppujen lopuksi FDM-teknologiat säästävät meiltä aikaa; ne säästävät meiltä rahaa.”

Lähde: Stratasys. Kuva: Stratasys.

Haluatko tutustua tähän sovellukseen?

SEIDO Systems on Stratasys Platinum Partner Beneluxissa, Ranskassa ja Pohjoismaissa. Ota yhteyttä saadaksesi neuvontaa, demon tai testitulosteen.