КАТАЛОГ ТОВАРОВ
От гоночного болида до серийной детали: 3D-печать в автопроме с Eplus3D
Современное автомобилестроение развивается в условиях жесткой конкуренции. Производителям необходимо постоянно снижать издержки, ускорять вывод новых моделей на рынок и одновременно улучшать характеристики машин (делать их легче, мощнее и технологичнее). Традиционные методы, такие как литье или сварка, зачастую ограничивают инженеров в свободе конструкторских решений и требуют длительной подготовки производства.
В этих условиях металлическая аддитивная печать становится эффективным инструментом для изготовления не только прототипов, но и финальных деталей. Оборудование Eplus3D для селективного лазерного сплавления (MPBF) позволяет преодолевать ограничения классических технологий, обеспечивая высокую точность и стабильность процесса.
В этой статье мы рассмотрим четыре проекта, демонстрирующих применение технологий Eplus3D в автомобильной отрасли. Примеры варьируются от создания компонентов для гоночных болидов до модернизации классических спортивных автомобилей.
Оптимизация веса педали акселератора Siemens
Инженеры подразделения Siemens Digital Industrial Solutions решали задачу по снижению массы детали при сохранении её прочности без удорожания производства. Объектом модернизации стала педаль акселератора для гоночного автомобиля.
При традиционном подходе узел собирается из четырех металлических компонентов, требующих изготовления, подгонки, сварки и проверки герметичности. Такой процесс трудоемок и увеличивает итоговый вес конструкции.
Инженеры применили технологию генеративного дизайна в Solid Edge. Алгоритм распределил материал только в зонах необходимой прочности, сформировав органическую структуру. В результате четыре отдельных элемента были объединены в единую цельную деталь. Для изготовления выбрали алюминиевый сплав AlSi10Mg, а печать выполнили на двухлазерной установке Eplus3D EP-M260.
Итоговый вес детали составил 164 грамма, что на 62% меньше исходного варианта. Кроме того, удалось полностью исключить операции сварки и сборки.
Облегчение узлов подвески для гоночного болида в Delta Racing
В автоспорте масса неподрессоренных элементов влияет на управляемость автомобиля значительно сильнее, чем общий вес. Команда Delta Racing из Университета прикладных наук Мангейма учла этот факт при подготовке болида для соревнований Formula Student Electric. Основной задачей сезона стало снижение веса поворотных кулаков — узлов, соединяющих колесо с подвеской.
Инженеры отказались от копирования существующей детали и провели масштабное моделирование. Были проанализированы 18 сценариев нагрузок: от экстремального торможения до проезда неровностей. Метод топологической оптимизации позволил рассчитать форму, которая выдерживает все нагрузки при минимальном количестве материала.
Для производства выбрали высокопрочный алюминиевый сплав AlSi10Mg и установку Eplus3D EP-M260. После печати детали прошли вакуумный отжиг для снятия внутренних напряжений и финишную обработку на пятиосевом станке.
Итоговый вес поворотного кулака составил 550 граммов, что на 50% меньше фрезерованного аналога (1100 граммов).
Поскольку этот узел относится к неподрессоренным массам, его облегчение влияет на управляемость в семь раз сильнее, чем снижение общего веса автомобиля. В результате болид стал заметно отзывчивее в поворотах, при этом запас прочности остался выше расчетных требований.
Защита тормозной системы для серийных мотоциклов Incolmotos Yamaha
Возможности металлической 3D-печати востребованы не только в автоспорте, но и в серийном мотоциклостроении. Компания Incolmotos Yamaha поставила задачу повысить уровень безопасности водителей, сохранив при этом эстетику техники.
Основным объектом модернизации стал тормозной рычаг. При падении или столкновении узел может получить повреждение или спровоцировать случайное срабатывание тормоза, что создает аварийную ситуацию. Требовалось разработать надежный защитный элемент, устойчивый к ударным нагрузкам и совместимый с различными моделями мотоциклов.
В сотрудничестве с инженерами Eplus3D была создана многокомпонентная конструкция защитного рычага.
Технология металлической печати позволила реализовать сложную конфигурацию крепежных элементов, труднодостижимую при классической обработке. Итоговое изделие получилось регулируемым по длине, простым в монтаже и достаточно прочным для защиты тормозной системы. После успешного прохождения испытаний компонент был внедрен в эксплуатацию, подтвердив свою эффективность в реальных условиях.
Распределенное производство для тюнинга (Ford Mustang)
Владельцы классических спортивных автомобилей часто стремятся к уникализации техники, и модернизация выхлопной системы остается одним из популярных методов.
Однако традиционная сварка труб накладывает серьезные ограничения: вручную создать сложную внутреннюю геометрию для оптимизации потока газов практически невозможно. Упрощенные каналы приводят к потерям мощности и неидеальному звуку выхлопа.
Заказчик обратился в Eplus3D с задачей разработать индивидуальную выхлопную систему для Ford Mustang. Инженеры компании создали трехмерную модель в среде Rhino, специально оптимизировав внутренние каналы для максимального отвода газов. Конструкция состоит из трех основных элементов: соединительного стержня, расширительной камеры и выхлопной трубы.
Для выполнения заказа в сжатые сроки была применена стратегия распределенного производства. Файлы отправили одновременно в сервисные центры в Вэйхае, Хаймыне и Чунцине, где установки EP-M260 работали параллельно. Это позволило значительно сократить время поставки. Перед печатью металлом клиенту продемонстрировали прототип из фотополимерного материала, чтобы убедиться в точности сборки и внешнем виде изделия.
Результат превзошел ожидания: вес системы снизился на 67% по сравнению с заводской деталью, при этом прочность осталась на высоком уровне. Оптимизированная геометрия каналов улучшила отвод выхлопных газов, что положительно сказалось на мощности двигателя. Кроме того, система приобрела глубокий звук, характерный для спортивных автомобилей высшего класса.
Заключение
Примеры реализации проектов в автомобильной отрасли демонстрируют устойчивую тенденцию: металлическая 3D-печать перешла из категории экспериментальных технологий в разряд рабочих инструментов производства. Она позволяет снижать вес деталей на 50–67%, объединять несколько узлов в одну конструкцию и ускорять вывод продукции на рынок.
Eplus3D продолжает развивать свои технологии, предлагая инженерам автомобильной отрасли решения, которые помогают создавать транспорт будущего – более легкий, быстрый и эффективный.
