Porsche i druk 3D – sposób na lepsze silniki elektryczne

Porsche i druk 3D? Tak, inżynierowie z Weissach zaprojektowali i skonstruowali prototypową obudowę silnika elektrycznego.
Porsche logo
(fot. Jakub Kornacki / Automotyw.com)

Inżynierowie z Weissach pochwalili się prototypem silnika elektrycznego, którego obudowę wykonano za pomocą drukarki 3D. Według Porsche druk 3D pozwolił otrzymać lżejszy, sztywniejszy i bardziej kompaktowy zespół napędowy. Ponieważ mowa o silniku elektrycznym, de facto zespół składa się z właściwego motoru elektrycznego i modułu przekładni (odpowiednika skrzyni biegów w autach spalinowych).

Prototyp wykonano na drukarce 3D, ale nie takiej “zwykłej”, drukującej przestrzenne obiekty z tworzyw sztucznych. Wykorzystano sprzęt korzystający z technologii przyrostowego stapiania laserowego. Otrzymana w tym procesie konstrukcja przeszła pozytywnie wszystkie testy wytrzymałościowe i jakościowe. Jak podkreśla Falk Heilfort, kierownik projektu w dziale rozwoju układów napędowych w Porsche Development Center w Weissach, “to dowodzi, że wytwarzanie przyrostowe (tj. metodą przyrostowego, laserowego stapiania – dop. red.) ze wszystkimi jego zaletami nadaje się również do większych i mocno obciążonych elementów elektrycznych samochodów sportowych”. Porsche podkreśla, że druk 3D jest idealnym – w sensie ekonomicznej zasadności – rozwiązaniem w przypadku produkcji małoseryjnej, czy w przypadku potrzeby wytwrzania dosłownie pojedynczych sztuk określonych konstrukcji. Taki wydrukowany napęd elektryczny z powodzeniem mógłby być zastosowano np. w bardzo limitowanej edycji supersportowego samochodu.

Lżejsza, bardziej wytrzymała obudowa silnika z drukarki

Porsche obudowa silnika - druk 3D
Druk 3d obudowy silnika Porsche pozwolił zmniejszyć masę napędu, przy wzroście ogólnej jego wytrzymałości (fot. Porsche)

Dzięki temu, że drukowana przestrzennie obudowa jest lżejsza od tradycyjnych odlewów, całkowita masa napędu jest niższa o ok. 10 proc. Co więcej, zdaniem Porsche, druk 3D umożliwia projektowanie elementów, których wykonanie tradycyjnymi metodami jest bardzo trudne. To z kolei pozwala – mimo niższej masy – znacząco podnieść sztywność i wytrzymałość konstrukcji. Dwukrotnie. Według Porsche, druk 3D pozwala też na integrację wielu części i realizowanych przez nie funkcji w jednym drukowanym elemencie, co ogranicza nakłady pracy podczas montażu i wpływa pozytywnie na jakość części.

To nie pierwszy przypadek, kiedy ekipa z Weissach korzysta z druku 3D. Kilka miesięcy temu nowe, wydrukowane w opisywanym procesie tłoki z powodzeniem sprawdziły się w wyczynowym Porsche 911 GT2 RS.

Druk 3D silnik Porsche
Druk 3D pozwolił również na upakowanie w jednej obudowie motoru elektrycznego i dwubiegowej przekładni (fot. Porsche)

Inżynierowie z działu Advanced Development byli w stanie wykonać kilka etapów rozwoju prototypu jednocześnie. Obudowa ze stopu proszku używanego w druku 3D, jest lżejsza niż tradycyjne odlewy. W efekcie zmniejszono całkowitą masę napędu o około dziesięć procent. Kolejną zaletą wytwarzania przyrostowego jest to, że można zintegrować wiele funkcji i części. To znacznie ogranicza prace montażowe i bezpośrednio wpływa na jakość części.

Przesyłanie danych projektowych odbywa się bezpośrednio z komputera do drukarki. Nie są potrzebne czynności pośrednie, jak tworzenie narzędzi. Następnie części drukuje się warstwa po warstwie z proszku stopu aluminium. Umożliwia to wytwarzanie kształtów, takich jak obudowy ze zintegrowanymi kanałami chłodzącymi, o niemal dowolnej geometrii. Każdą kolejną warstwę topi się i łączy z poprzednią.

Druk 3D ma przed sobą przyszłość

Porsche druk 3D silnik elektryczny
Wydrukowana konstrukcja przeszła poprawnie wszystkie testy wytrzymałościowe. Zdaniem Porsche druk 3D to optymalne rozwiązanie do produkcji małoseryjnej (fot. Porsche)

Druk 3D to stosunkowo młoda technika wytwarzania. Na razie stosuje się ją do konstrukcji nietypowych, wyczynowych, wykonywanych w pojedynczych egzemplarzach. Istotny jest też czas. Druk 3D pozwolił skrócić proces budowy prototypowego silnika o 90 proc. w stosunku do tradycyjnych metod produkcji niskoseryjnej. Na początku rozwiązania drukowane znajdą zastosowanie przede wszystkim w sportach motorowych oraz specjalnych, małych seriach konstrukcyjnych. Jednak z czasem, w miarę rozwoju tej techniki możemy sobie wyobrazić że potencjał druku 3D pozwoli także na produkcję wielkoseryjną.

Wyobraźcie sobie taki futurystyczny na razie scenariusz. Konfigurujecie wymarzone auto z preferowanymi przez was parametrami, a następnie dokonujecie płatności i klikacie “Drukuj”…

Total
0
Shares
Related Posts