Aerodinamică activă, integrare funcțională și un design atractiv - optimizare multi-obiectiv cu tipărire 3D

• De ce era nevoie: un sistem activ de spoiler spate
• Metoda de fabricație: sinterizare laser selectivă cu pulbere de sinterizare laser
• Cerințe: componentă complexă, coeficienți scăzuți de frecare, greutate redusă, timp și costuri reduse de proiectare
• Material: iglidur I3
• Industrie: auto
• Succes prin colaborare: economii mari de timp, costuri reduse, structura componentelor extrem de complexă poate fi produsă dintr-o singură bucată

Aplicația dintr-o privire:
conceptul „WING3D” din proiectul de cercetare OptiAMix este un sistem cu aripi spate care utilizează tipărirea 3D pentru a realiza o aerodinamică activă. Una dintre problemele cu spoilerele spate fabricate cu metode convenționale este că nu a existat nicio modalitate de integrare a hidraulicii în montură. Interacțiunea diferitelor materiale, cum ar fi aluminiu și plastic iglidur optimizat din punct de vedere tribologic, oferă sistemului o funcționalitate inovatoare pentru reglarea spoilerului în timp ce crește rezistența la abraziune.
 

Lagărele de alunecare extrem de complexe fabricate din iglidur I3 fac posibilă o funcționare cu frecare redusă și fără întreținere (drept de autor: EDAG Engineering GmbH)

Problema

Proiectul de cercetare OptiAMix al grupului EDAG cu igus GmbH a avut drept scop construirea unui spoiler spate reglabil care să schimbe poziția pe baza situației dinamicii de conducere a mașinii. Reglarea activă a spoilerului necesită componente rezistente la uzură cu un coeficient de frecare scăzut. Era necesar un material robust, astfel încât să existe încă suficient spațiu pentru hidraulica integrată. Odată cu procesele de fabricație convenționale, implementarea componentelor ușoare extrem de complexe necesare pentru acest lucru a fost greu de realizat, deoarece planificarea și producția acestor componente sunt prea lungi și costisitoare.

Soluția

Dar tipărirea 3D permite proiectarea și tipărirea fiecărei piese astfel încât să fie pe deplin funcțională și atractivă din punct de vedere vizual. În același timp, se poate utiliza o mare varietate de materiale, permițând tipărirea personalizată a componentelor ușoare. Prin utilizarea lagărelor de alunecare tipărite 3D din iglidur I3, un polimer igus optimizat din punct de vedere tribologic, sistemul de aripă spate poate fi acționat cu semnificativ mai puțină frecare și întreținere decât cu un material plastic normal. Polimerul de înaltă performanță are până la de 30 de ori rezistența la abraziune a materialelor convenționale de sinterizare cu laser și este materialul perfect pentru reglarea spoilerului. Spre deosebire de metodele de producție, cum ar fi frezarea sau turnarea prin injecție, a fost posibil să realizăm ușor și rapid interiorul complex al piesei prin tipărire 3D - dintr-o singură bucată.

Fără întreținere datorită inserțiilor de lagăre de alunecare tipărite 3D

Pentru sistemul de spoiler spate au fost folosite lagăre de alunecare tipărite 3D. Marele avantaj al procedurii este tipărirea rapidă a componentelor extrem de complexe, care nu ar fi fost fezabilă la fel de ușor cu procesele de fabricație convenționale. Forma specială și interiorul complicat pot fi produse într-o singură bucată cu fabricație aditivă. Acest lucru reduce costurile și eficientizează producția. În special la sistemul de spoiler activ, este important ca reglarea cu frecare redusă să fie posibilă. La igus GmbH, cu sediul în Köln, tipărirea 3D este utilizată pentru transformarea polimerului iglidur I3, dezvoltat special pentru tipărire în lagăre de alunecare rezistente la uzură, rămânând în același timp cu frecare redusă. Piesele cu auto-lubrifiere nu necesită nici întreținere și sunt ideale pentru reglarea activă a aripii spate.

O ajustare cu frecare redusă la situația de conducere nu este o problemă cu lagărele de alunecare din iglidur I3.

Cerințe ridicate de design cu funcționalitate completă

Pentru spoiler și hidraulica integrată a fost fabricat un suport bionic din aluminiu. Acesta din urmă atinge până la 90 de bari de presiune a uleiului datorită mișcării pistonului, permițând reglarea continuă a unghiului de la 6° la 42°. Un cablu electric pentru senzorul de detectare a poziției și a unghiului este instalat în suport, permițând spoilerului să se adapteze activ la situația de conducere. Este prevăzută și o funcție de frânare, completată de o lumină de frână cu LED în montură. Lagăre de alunecare tipărite 3D au fost de asemenea utilizate pentru a reduce frecarea. Toate componentele pentru care a fost utilizată fabricația aditivă sunt adaptate exact la celelalte componente fără a compromite funcția sau estetica - o interacțiune fantastică între formă și funcție care mută tipărirea 3D la un nou nivel de design.

Un design atractiv și o funcționalitate ridicată sunt posibile datorită tipăririi 3D. (Drepturi de autor: EDAG Engineering GmbH)

Sistem activ fără sacrificii datorită iglidur I3

iglidur I3 a fost dezvoltat special pentru sinterizarea cu laser, iar rezistența sa la abraziune este de până la 30 de ori mai mare decât a materialelor convenționale de sinterizare cu laser. Lubrifianții solizi integrați în polimer optimizează proprietățile de alunecare ale pieselor, asigurând o durată de viață deosebit de lungă într-o gamă de domenii de aplicare. iglidur I3 oferă sistemului activ polimerul perfect de înaltă performanță de care are nevoie pentru a combina forma și funcția. Piesele cu auto-lubrifiere din procesul aditiv asigură o frecare redusă, reglare fără întreținere la punctele de reazem ale spoilerului. Acest lucru oferă o durabilitate a sistemului care ar fi imposibilă în acest moment cu alte materiale plastice.

Pulbere iglidur I3 SLS