Главная Новости Производство двигателей и их деталей при помощи 3D печати: рабочие модели и мини-прототипы

Производство двигателей и их деталей при помощи 3D печати: рабочие модели и мини-прототипы

OxyGena

Современные двигатели имеют широкое разнообразие видов и форм, а также множество сфер применения. Неудивительно, что их все чаще изготавливают с участием аддитивных технологий, которые позволяют снизить финансовые и временные затраты на производство. При помощи 3D печати можно создавать устройства со сложной геометрической формой и безупречной эргономикой. В этой статье мы расскажем о наиболее ярких примерах изготовления полноценных рабочих двигателей для автомобилей и аэрокосмической отрасли на базе аддитивного производства. А также приведем несколько образцов качественных мини-прототипов движков, созданных благодаря 3D печати.

Автомобилестроение

Сначала давайте рассмотрим автомобильные двигатели, так как имеют очень широкие перспективы для массового производства при помощи аддитивных технологий. Современный уровень развития 3D печати позволяет печатать такие агрегаты целиком со всеми компонентами: блоком двигателя, поршнями, клапанами, камерой сгорания, системой труб и топливным фильтром. В 2018 году концерн Bugatti выпустил 8-цилиндровый моноблочный тормозной суппорт из титана, который стал первой деталью автомобиля, созданной на 3D принтере в серийном формате. 

Еще одним заметным примером стал выпущенный компанией Velo3D сплав под названием M300 Tool Steel, созданный на основе никеля. В наши дни он довольно часто используется в автомобильной промышленности для изготовления разных деталей. В частности, его применяют в процессе литья под высоким давлением, а также этот материал востребован для технологии High Pressure Die Cast (HPDC). Velo3D задействует свой сплав не только в автомобилестроении, но и в аэрокосмическом секторе, о чем мы расскажем далее. 

В 2022 году греческая компания Spyros Panopoulos Automotive (SPA) выпустила напечатанный на 3D принтере поршень для двигателя автомобиля на базе технологии израильской фирмы XJet. Деталь была изготовлена из керамики методом впрыскивания наночастиц (Nanoparticle Jetting) и, по мнению производителя, этот поршень способен обеспечить скорость движения до 500 км/ч. Выбор керамики был обусловлен термостойкостью и небольшим весом этого материала, по сравнению с металлами и сплавами. Вместе с поршнем, компания SPA также представила автомобильные колеса, изготовленные с участием аддитивных технологий.

Аэрокосмонавтика

3D печать помогает разрабатывать двигатели и их компоненты для эксплуатации не только на земле, но и в космосе. В 2024 году американская компания Relativity Space планирует завершить свой проект Terran B. По замыслу разработчиков, его результатом станет многоразовая космическая ракета со встроенным двигателем, целиком и полностью напечатанная на 3D принтере. В 2020 году Ariane Group изготовила и испытала на своем заводе в Германии камеру сгорания для космического корабля, которая была создана с применением аддитивного производства. Еще одним достойным примером такой интеграции стал жидкостный космический двигатель Launcher E-2, напечатанный на 3D принтере из меди компанией Launcher.

Упомянутая ранее компания Velo3D также имеет опыт 3D печати деталей для аэрокосмической индустрии. Она использует новейшие методы печати из металла для изготовления критически важных деталей при помощи технологии селективного лазерного плавления (laser powder bed fusion). В 2020 году она сотрудничала с Honeywell Aerospace в ходе производства авиационного оборудования на 3D принтерах бренда Sapphire. Также Velo3D работала вместе с известным производителем турбогенераторов KW Micro Power и компанией nTopology в процессе обновления дизайна корпусов их авиационных турбогенераторов. Благодаря аддитивным технологиям ей удалось снизить вес данных изделий на 44%, высвободив 4.5 кг массы. 

Лучшие мини-прототипы двигателей, созданные на основе 3D печати

Турбореактивный двигатель

Если вы увлекаетесь 3D печатью, то вероятно слышали о Thingiverse. Эта онлайн-платформа предлагает тысячи моделей (в основном в формате STL) объектов для аддитивного производства. Одной из самой популярной среди них является модель мини-прототипа двухконтурного турбореактивного двигателя. Она была напечатана на принтере Makergear M2, а в ее стоимость входят консультации по особенностям печати и другие аспекты поддержки пользователей. Скачать его можно здесь

Двигатель внутреннего сгорания

Еще один интересный пример прототипа мини-двигателя опубликован на платформе Cults, где также доступно множество объектов для 3D печати в домашних условиях. Один из них позволяет создать качественный миниатюрный прототип двигателя внутреннего сгорания с 4 цилиндрами. Она выпущена компанией PrintLn Robotics и имеет ряд достоинства: модель легко печатать, легко собирать и она оптимально подходит для демонстрационных целей (например, в качестве учебного пособия). В комплекте с прототипом находятся подробные инструкции по печати: мелкие детали нужно печатать со 100% плотностью заполнения, а крупные – всего с 4% плотностью. Файл с ним доступен по следующей ссылке

Турбовентиляторный двигатель

На платформе MyMiniFactory размещена модель турбовентиляторного двигателя, оснащенного турбиной и канальным вентилятором, который нагнетает воздух внутрь устройства. Такой тип двигателя широко применяется в авиации. Эта модель позволяет напечатать мини-прототипы компрессора со статором, камеры сгорания топлива и турбины со статором. По утверждению разработчика, прототип идентичен двигателям самолетов известной французской серии Mirage. Он идеально подходит для учебных целей, наглядно демонстрируя принцип работы турбовентиляторного двигателя. Файл с моделью доступен для загрузки здесь

Двигатель V8
На той же платформе MyMiniFactory доступна модель мини-реплики восьмицилиндрового двигателя. V8 – это один из самых популярных на сегодняшний день двигателей внутреннего сгорания, которым часто оснащают современные автомобили. Его можно встретить во многих спорткарах, пикапах, SUV, маслкарах и элитных авто. Процесс 3D печати данной модели занимает 13 часов – заметно дольше, чем у других прототипов мини-двигателей. Скачать ее файл можно по следующей ссылке.

Вам также может понравится