อากาศพลศาสตร์ที่ใช้งานการผสานการทำงานและการออกแบบที่น่าดึงดูด - การเพิ่มประสิทธิภาพหด้วยการพิมพ์ 3D

• สิ่งที่ต้องการ: ระบบปีกหลังแบบแอคทีฟ
• กระบวนการผลิต: การเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุดด้วยผง SLS
• ข้อกำหนด: ส่วนประกอบที่ซับซ้อน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ น้ำหนักเบา ลดเวลาและต้นทุนการออกแบบ
• วัสดุ : iglidur i3
• อุตสาหกรรม: อุตสาหกรรมยานยนต์
• ความสำเร็จผ่านความร่วมมือ: ประหยัดเวลาได้มาก ลดต้นทุน และโครงสร้างส่วนประกอบที่ซับซ้อนสูงสามารถผลิตได้เป็นชิ้นเดียว

ภาพรวมของการใช้งาน:
แนวคิด "WING3D" ของโครงการวิจัย OptiAMix คือระบบปีกหลังที่ช่วยให้เกิดพลศาสตร์อากาศที่คล่องตัวด้วยการพิมพ์ 3 มิติ ปีกหลังที่ผลิตโดยใช้วิธีการทั่วไปนั้นไม่มีตัวเลือกในการผสานระบบไฮดรอลิกเข้ากับส่วนยึด การทำงานร่วมกันของวัสดุต่าง ๆ เช่น อะลูมิเนียมและพลาสติก iglidur ที่ผ่านการปรับให้เหมาะสมทางไตรโบโลยี ทำให้ระบบนี้มีโหมดการทำงานที่สร้างสรรค์ในการปรับปีกหลังพร้อมทั้งเพิ่มความทนทานต่อการสึกกร่อนในเวลาเดียวกัน

โครงการวิจัย OptiAMix ของกลุ่ม EDAG ร่วมกับ igus ® GmbH มุ่งมั่นที่จะสร้างสปอยเลอร์หลังแบบปรับได้ซึ่งปรับตำแหน่งให้เข้ากับพลวัตการขับขี่ของรถได้ตามสถานการณ์ การปรับสปอยเลอร์หลังแบบแอคทีฟต้องใช้ชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการสึกหรอและมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ จำเป็นต้องใช้วัสดุที่แข็งแรงซึ่งในขณะเดียวกันก็ต้องมีพื้นที่เพียงพอในการออกแบบสำหรับระบบไฮดรอลิกแบบบูรณาการ การใช้กระบวนการผลิตแบบเดิมทำให้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างชิ้นส่วนน้ำหนักเบาที่ซับซ้อนสูงซึ่งจำเป็นสำหรับสิ่งนี้ เนื่องจากการวางแผนและการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้ใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป

การพิมพ์แบบ 3 มิติทำให้สามารถออกแบบและพิมพ์ส่วนประกอบแต่ละชิ้นได้ในลักษณะที่ใช้งานได้เต็มที่และสวยงาม ขณะเดียวกันก็สามารถใช้สารวัสดุที่หลากหลายได้ ทำให้สามารถพิมพ์ส่วนประกอบน้ำหนักเบาได้ตามต้องการ การใช้ตลับลูกปืนเรียบพิมพ์แบบ 3 มิติที่ทำจาก iglidur i3 ซึ่งเป็นพลาสติก igus ที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมตามหลักไตรโบโลยี ทำให้ระบบปีกหลังทำงานโดยมีแรงเสียดทานน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดและไม่ต้องบำรุงรักษาเมื่อเทียบกับพลาสติกทั่วไป เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทั่วไปสำหรับการหลอมด้วยเลเซอร์ โพลิเมอร์ประสิทธิภาพสูงนี้มีความต้านทานการสึกกร่อนดีกว่าถึง 30 เท่า และเป็นวัสดุที่สมบูรณ์แบบสำหรับการปรับปีกหลัง เมื่อเทียบกับกระบวนการผลิต เช่น การกัดหรือการฉีดขึ้นรูป พื้นที่ด้านในที่ซับซ้อนของส่วนประกอบสามารถนำไปใช้ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายในชิ้นเดียวโดยใช้การพิมพ์แบบ 3 มิติ

ตลับลูกปืนธรรมดาที่พิมพ์แบบ 3 มิติถูกนำมาใช้สำหรับระบบปีกหลัง ข้อได้เปรียบที่สำคัญของกระบวนการนี้คือการพิมพ์ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนอย่างรวดเร็ว ซึ่งไม่สามารถทำได้ง่าย ๆ ด้วยกระบวนการผลิตแบบเดิม รูปร่างพิเศษและการตกแต่งภายในที่ซับซ้อนสามารถผลิตได้เพียงชิ้นเดียวโดยใช้การผลิตแบบเติมแต่ง ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนและทำให้การผลิตมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบปีกหลังแบบแอ็คทีฟ สิ่งสำคัญคือการปรับแรงเสียดทานต่ำ ที่ igus GmbH จากเมืองโคโลญ พลาสติก iglidur i3 ที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษได้รับการประมวลผลด้วยการพิมพ์ 3 มิติเพื่อผลิตตลับลูกปืนธรรมดาที่ทั้งทนทานต่อการสึกหรอและแรงเสียดทานต่ำ ส่วนประกอบที่หล่อลื่นตัวเองยังไม่ต้องบำรุงรักษา จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับปีกหลังแบบปรับได้แบบแอ็คทีฟ

ได้มีการผลิตตัวยึดปีกหลังแบบอลูมิเนียมไบโอนิกพร้อมระบบไฮดรอลิกแบบบูรณาการ ซึ่งทำได้โดยการเคลื่อนที่ของลูกสูบโดยใช้แรงดันน้ำมันสูงถึง 90 บาร์ ซึ่งทำให้สามารถปรับมุมปะทะได้อย่างต่อเนื่องตั้งแต่ 6° ถึง 42° ด้วยความช่วยเหลือของสายไฟฟ้าที่ติดตั้งไว้ในตัวยึดสำหรับเซ็นเซอร์เพื่อกำหนดตำแหน่งหรือมุมของปีก ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับสถานการณ์การขับขี่ได้อย่างคล่องตัว นอกจากนี้ยังมีฟังก์ชันการเบรกซึ่งเสริมด้วยไฟเบรก LED แบบบูรณาการในตัวยึด นอกจากนี้ ยังใช้ตลับลูกปืนเรียบที่พิมพ์ 3 มิติเพื่อลดแรงเสียดทาน ส่วนประกอบทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยใช้การผลิตแบบเติมแต่งได้รับการปรับให้เข้ากับส่วนประกอบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องอย่างแม่นยำโดยไม่ต้องเสียสละฟังก์ชันหรือสุนทรียศาสตร์ทางสายตา ซึ่งเป็นปฏิสัมพันธ์ที่แท้จริงของรูปแบบและฟังก์ชันที่ได้รับการยกระดับไปสู่ระดับการออกแบบใหม่ด้วยการพิมพ์ 3 มิติ

วัสดุ iglidur i3 ได้รับการพัฒนาเป็นพิเศษสำหรับการหลอมด้วยเลเซอร์และมีความต้านทานการสึกกร่อนดีกว่าวัสดุ SLS ทั่วไปถึง 30 เท่า สารหล่อลื่นละเอียดที่ผสมอยู่ในพลาสติกช่วยเพิ่มคุณสมบัติการเลื่อนของส่วนประกอบ ซึ่งรับประกันอายุการใช้งานที่ยาวนานเป็นพิเศษในหลากหลายการใช้งาน ด้วย iglidur i3 ระบบแอ็คทีฟได้ค้นพบโพลีเมอร์ประสิทธิภาพสูงที่สมบูรณ์แบบเพื่อผสานรูปแบบและฟังก์ชันเข้าด้วยกัน ส่วนประกอบหล่อลื่นด้วยตัวเองจากกระบวนการเติมแต่งช่วยให้ปรับจุดรับน้ำหนักของปีกหลังได้ด้วยการเสียดสีต่ำและไม่ต้องบำรุงรักษา ทำให้มั่นใจได้ว่าระบบจะมีอายุการใช้งานยาวนาน ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยพลาสติกชนิดอื่นในตอนนี้