Elrajtolt a közvetlen digitális gyártás

You are here: Home » Sajtó anyagok » Elrajtolt a közvetlen digitális gyártás

Printer-with-SUNAJoe Carmody büszke a cég minden, a Nissan Motorsports (NISMO) számára végzett 3D nyomtatási munkára, de igazi szenvedélyét a közvetlen digitális gyártással készült alkatrészekben éli ki, amelyek az ötlet megfogalmazódásától számítva néha egy héten belül már a versenypályán bizonyítanak. Ott, ahol az abroncs az aszfalttal találkozik.

A közvetlen digitális gyártás, más néven additív gyártás az a folyamat, amikor egy digitális fájlból közvetlenül 3D nyomtatással rétegről rétegre épül fel az alkatrész.

„Mindenféle 3D nyomtatási munkát végzünk – koncepció-modellezést, ellenőrzést, prototípusgyártást – de a végtermékek közvetlen digitális gyártásában van a legtöbb lehetőség” – jelentette ki Carmody, a Melbourne külterületén fekvő, a Nissan NISMO gyárával közös épületben található evok3d elnöke.

Az evok3d többféle 3D nyomtatón gyárt Nissan alkatrészeket, többek között 3D Systems Projet 660Pro nyomtatót használ a konceptuális és prototípus-készítési feladatokhoz, illetve Projet 3500 HDMax és Spro 230 SLS rendszereket a nagy pontosságú, funkcionális alkatrészekhez, amelyek később a V8 Supercar bajnokságban bizonyítják kivételes használhatóságukat. A 15 állomást magába foglaló ausztrál versenysorozat két futamból – sprint és állóképességi – áll, amelyek változatos kihívások elé állítják a csapatokat és az alkatrészeket.

A tapasztalathiány leküzdése

Az evok3d számára a legtöbb munkát a versenysorozat közben, az egyes állomások közti egytől négy hétig terjedő úgynevezett állásidő adja. A cél nem pusztán a gyorsaság fokozása, hanem a megbízhatóság emelése, valamint az emberi és gépi hibák megszüntetése, vagy csökkentése.

„A közvetlen digitális gyártás ideális a versenyautók építése szempontjából, hiszen az autók folyamatos fejlesztésére és az alkatrész megtervezésére mindig nagyon szűk időkeret áll rendelkezésre” – magyarázta Carmody.

A Nissan NISMO csapat esetében a tanulási görbe meredeken ível felfelé. A Nissan 2013-ban indult először a V8 Supercar bajnokságban. Olyan csapatok ellen kell felvennie a harcot, amelyek már az ausztrál Touring Car Championship 1993-as megalapítása óta folyamatosan jelen vannak a sorozatban. Komoly feladatot jelent a felzárkózás és a tapasztalathiányból fakadó hátrány leküzdésére a 3D nyomtatás az egyik legerősebb fegyver.

Légterelő léc három nap alatt

Röviddel azután, hogy az evok3d aláírta a szerződést a Nissan NISMO-val, a cég komoly feladatot kapott: a Nissan Altima versenyautó aerodinamikáját kellett javítania. A hátsó szárny nem termelt elegendő leszorítóerőt, ami hátrányosan befolyásolta a kanyarodási képességet és a sebességet. A Nissan mérnökei kifejlesztettek egy légterelő lécet, amit a hátsó légterelő szárny kilépő élei mentén ragasztás útján szoktak elhelyezni, és ha helyesen alkalmazzák, drámai mértékben javítja az aerodinamikát.

„Ez egy bonyolult geometria, olyan összetett ívekkel, amelyeket hagyományos módszerekkel nagyon nehéz lenne legyártani” – jelentette ki Carmody.

A Nissan digitális fájljainak megérkezése után az evok3d a Projet 3500 HDMax nyomtatóval látott neki az alkatrész legyártásának. A 2013-ben bemutatott nyomtatót professzionális tervezési és gyártási alkalmazásokban használt funkcionális műanyag alkatrészek és öntvényekhez használt viaszminták elkészítésére tervezték.

A légterelő léc 3D Systems VisiJet® M3 Black anyagból készült. A tartós műanyag kinézetre a fröccsöntött műanyaghoz hasonlít, és komoly bepattanó kötést és erőt igénylő alkalmazásokhoz tervezték.

A versenyautó-építésre szolgáló időkeret újradefiniálásaként a légterelő léc mindössze három napon belül készen állt a tesztelésre. Az új alkatrész olyan drasztikusan javította a hátsó légterelő szárny által keltett leszorítóerőt, hogy a Nissan Altima kanyarodási sebességével a V8 Supercar bajnokságban szereplő autók egyike sem tudott versenyre kelni.

A levegőáram szabályozása

Nem sokkal ezután az evok3d már a pilótát hűtő rendszer továbbfejlesztésén kamatoztatta tapasztalatait. A V8 Supercar bajnokság helyszínein a pálya elérheti a 38 °C-t, a versenyautóban uralkodó hőmérséklet pedig a 65 °C-t, ezért fontos, hogy a pilótát hűtő rendszer folyamatosan és megbízhatóan működjön.

A hűtőrendszer egyik legfontosabb eleme a sisakra vezetett levegőáram. A rendszer a levegő lehűtésére szolgáló szárazjég dobozból, egy szűrőből, egy szivattyúból és a levegőt a sisakra vezető csövekből áll össze.

Az evok3d feladata az volt, hogy egy könnyű, egy darabból álló házat alkosson a légszivattyú számára. Lehet, hogy egyszerűen hangzik, de a súly, a funkcionalitás és a megbízhatóság megfelelő kombinációjának megtalálása egyáltalán nem könnyű mérnöki feladat.

„Szubsztraktív (lebontó) gyártással, vagy fröccsöntéssel meglehetősen nehéz lenne egy darabból álló házat készíteni – magyarázta Carmody – de a ProJet 3500 with VisiJet M3 Black anyagból tudtuk biztosítani az alkatrész által igényelt rugalmasságot és szilárdságot.”

Egy másik, a versenyautó belső kialakítását érintő projekt egy integrált lamellás kapcsolót tartalmazó ventilátorházra vonatkozott, amelynek segítségével eső esetén a pilóta manuálisan irányíthatja a légáramot a lábtér és a szélvédő között. A rendszer minden mozgó alkatrésze a motor és a ventilátor kivételével a nagy felbontású sPro 230 SLS nyomtatóval, DuraForm® anyagból készült. A DuraForm sima falfelületek és a fröccsöntött alkatrészekkel megegyező, vagy nagyobb szilárdság létrehozását teszi lehetővé.

„Mindhárom alkatrész sikeresnek bizonyult, és a Nissan csapat azóta is használja őket a V8 Supercar bajnokságban” – tette hozzá Carmody.

Egy másik dimenzió

Bár Carmody a közvetlen digitális gyártásban látja a legnagyobb lehetőséget a 3D nyomtatás számára, a módszernek a koncepciómodellezés, a prototípusgyártás és a gyártás-előkészítés kisszériás alkatrészgyártásában is nagy jövőt jósolnak.

Az evok3d a Projet 660Pro nyomtatót a légbeömlő rendszer komplex formájának és egy szénszálas sebességváltó burkolat mesterdarabjának legyártására használta. A sebességváltó burkolata azt akadályozza meg, hogy az állóképesség-futamokon a pilóták véletlenül sebességbe tegyék az autót pilótacsere közben.

Carmody meg győződve arról, hogy számos, az evok3d által most gyártott prototípus a jövőben sorozatgyártásban is nyomtatható lesz, ha a költségszint tovább csökken, és az új tervezési technikák elfogadásra kerülnek.

„A 3D nyomtatással készülő alkatrészek tervezése egészen új dimenzióba kíséri azokat a mérnököket, akik hagyományos gyártási eljárásokhoz szoktak hozzá. A 3D nyomtatás nagy előnye, hogy egységként kezeli az alkatrészt, megszünteti az összeszerelési munkát, súlycsökkentést tesz lehetővé és növeli a hatékonyságot. A közvetlen digitális gyártás lehetővé teszi, hogy a maximális teljesítmény és megbízhatóság érdekében olyan anyag kerüljön oda, ahova az pontosan illeszkedik” – tette hozzá Carmody.

Ha a Nissan Altima V8 Supercar csapat eredményeiből indulunk ki, a közvetlen digitális gyártás térhódítása nem lehet vita tárgya. A Nissan csapatok viszonylagos tapasztalatlanságának ellentmondva a második szezonban már kettő is a ranglista top 10-es mezőnyében végzett. A siker gyorsasága nem lepte meg Joe Carmody-t, de elmondása szerint az igazi siker még hátravan mind a közvetlen digitális gyártás, mind a Nissan NISMO V8 Supercar csapatok számára.

Ha a cikkben említett 3D nyomtatókról vagy bármilyen más területen hasznosítható 3D nyomtatókról, 3D szkennerekről szeretne többet megtudni, esetleg szakmai tanácsra lenne szüksége, keresse fel a GE-CO Hungary Kft.-t a www.ge-co.hu weboldalon vagy közvetlenül a 3D értékesítőt a következő elérhetőségek egyikén:

Show Comments