Aktív aerodinamika, funkcionális integráció és vonzó megjelenés - többcélú optimalizálás 3D nyomtatással

• Megoldandó probléma: Mozgó hátsó spoiler rendszer
• Gyártási eljárás: Szelektív lézerszinterezés lézerszinterező porból
• Követelmények: Komplex alkatrész, kis súrlódási együttható, alacsony tömeg, kevesebb tervezési idő- és anyagi ráfordítás
• Anyag: iglidur I3
• Iparág: Autóipar
• Sikeres együttműködés: Jelentős időmegtakarítás, alacsonyabb költségek, egyetlen darabban megvalósítható szerkezetileg komplex alkatrészek

Az alkalmazásról röviden:
Az OptiAMix kutatási projekt "WING3D" koncepciója egy hátsószárny-rendszer, amely 3D nyomtatási technológia alkalmazásával ér el aktív aerodinamikai tulajdonságokat. A hagyományos eljárásokkal készülő hátsó spoilerek egyik problémája, hogy nem lehet hidraulikát integrálni a konzolba. A különféle anyagok, mint az alumínium és a tribológiailag optimalizált iglidur polimerek, összjátéka révén azonban új funkciók valósulhatnak meg a spoiler állítása során, miközben nő a kopásállóság.
 

Az iglidur I3-ból készülő rendkívül komplex siklócsapágyak teszik lehetővé a kis súrlódású, karbantartásmentes működést (szerzői jogtulajdonos: EDAG Engineering GmbH)

Probléma

Az EDAG Group OptiAMix kutatási projektjének, melyet az igus GmbH-val közösen folytatott, célja olyan állítható hátsó spoiler fejlesztése volt, amely változtatja a helyzetét az autó helyzeti vezetési dinamikájának függvényében. Az aktív spoiler állítás feltétele az olyan kopásálló alkatrészek alkalmazása, melyek kis súrlódási együtthatóval rendelkeznek. Teherbíró alkatrészre volt szükség, hogy még maradjon hely az integrált hidraulikának is. A hagyományos gyártási folyamatokkal aligha lettek volna kivitelezhetőek az alkalmazáshoz szükséges rendkívül komplex, kistömegű alkatrészek, hiszen a tervezés és a gyártás úgy túlságosan időigényes és drága lett volna.

Megoldás

A 3D nyomtatással azonban minden alkatrész megtervezhető és kinyomtatható, úgy, hogy teljesen működő képes és esztétikailag is vonzó legyen. Ugyanakkor alapanyagok széles választéka áll rendelkezésre, így igény szerint nyomtathatóak a kis tömegű alkatrészek. Az iglidur I3 tribológiailag optimalizált igus polimerből 3D nyomtatott alkalmazása révén a hátsó szárny rendszer jelentősen alacsonyabb súrlódással és karbantartással működik. A nagyteljesítményű polimer 30-szor kopásállóbb mint a hagyományos lézerszinterezési anyagok, ezért ideális a spoiler állításához. A megmunkálással vagy fröccsöntéssel ellentétben az alkatrész komplex belső kialakítása egy lépésbenm gyorsan és egyszerűen, valósulhatott meg a 3D nyomtatás révén.

A 3D nyomtatott siklócsapágybetétek révén karbantartásmentes

A hátsó spoiler rendszerben 3D nyomtatott siklócsapágyakat alkalmaztak. Az eljárás hatalmas előnye a komplex komponensek gyors nyomtatásában rejlik, melyet a hagyományos gyártási eljárásokkal nem lehetett volna ilyen egyszerűen alkalmazni. Az additív eljárással a speciális forma és a bonyolult belső kialakítás egy darabban gyártható. Így csökkenthető a gyártás során az idő és anyagi ráfordítás. Különösen az aktív spoiler rendszerben fontos az alacsony súrlódású állíthatóság. A kölni igus GmbH-nál 3D nyomtatással változtatjuk a kifejezetten nyomtatási célú iglidur I3 polimert kopásálló és kis súrlódású siklócsapágyakká. Az önkenő alkatrészek karbantartásmentesek és ideálisak a mozgó hátsó spoilerbe.

A vezetési karakterisztika kis súrlódással történő beállítása nem okoz gondot az iglidur I3-ból készült siklócsapágyakkal.

Magasszintű esztétikai követelmények teljes funkcionalitás mellett

A spoilerhez és az integrált hidraulikához egy bionikus alumínium konzolt gyártottak. A hidraulika a dugattyúmozgatások révén 90 baros olajnyomást ér el, így fokozatmentesen állítható a szög 6° és 42° közötti tartományban. A konzolba beépítettek egy kábelt a pozíció és szög ellenőrző szenzorhoz, így a spoiler alkalmazkodni tud a vezetési helyzethez. A fékező funkcióra is gondoltak, amely a konzolba épített LED fékezőfénnyel lesz teljes. A súrlódás csökkentése érdekében 3D nyomtatott siklócsapágyakat is alkalmaztak. Minden additív eljárással készült alkatrész precízen illeszkedik a több komponenshez, megalkuvás nélkül a funkció vagy az esztétika terén - a forma és a funkció fantasztikus összjátéka, amely új szintre emeli a 3D nyomtatást.

A 3D nyomtatás révén mind a vonzó külső kialakítás, mind a magasfokú funkcionalitás elérhető. (Szerzői jog tulajdonosa: EDAG Engineering GmbH)

Aktív rendszer megalkuvás nélkül - iglidur I3-mal

Az iglidur I3 speciálisan lézerszinterezéshez való alapanyag, amely 30-szor kopásállóbb mint a hagyományos lézerszinterezési anyagok. Az polimerbe épített szilárd kenőanyagok optimalizálják az alkatrészek csúszási tulajdonságait, és hosszú élettartamot biztosítanak - alkalmazások széles skálájához. Az iglidur I3 a tökéletes nagyteljesítményű polimer arra, hogy ötvözzék a forma és a funkció követelményeit az aktív rendszerben. Az additív eljárással készült önkenő alkatrészek alacsony súrlódást és karbantartásmentességet biztosítanak a spoiler állítása során a csapágyazási pontokban. Ez olyan tartósságot ad a rendszernek, amely más műanyagokkal nem érthető el.

iglidur I3 SLS por