Porsche впервые напечатала на 3D-принтере корпус электропривода
Благодаря 3D-печати сложный и ответственный компонент стал на 40% легче, чем при использовании традиционных методов, а его прочность в наиболее нагруженных местах выросла вдвое.
Изготовление корпуса электрического привода стало вызовом для инженеров компании из-за его сложной формы, многочисленных ребер усиления и элементов охлаждения, а также необходимости последующей интеграции множества компонентов. К тому же при аддитивном методе лазерного спекания (LMF) объект формируется слой за слоем, следовательно процесс печати необходимо наладить таким образом, чтобы уже готовые слои не мешали формированию последующих. Но в Porsche справились с задачей, попутно внедрив в производство новую решетчатую структуру наподобие строения костей и некоторых растений.
Опытный образец блока привода в сборе содержит электромотор, подшипники, электронные компоненты и двухступенчатый редуктор с дифференциалом. В самых тонких местах толщина стенок составила всего 1,5 мм, но при этом они получились очень прочными. В результате корпус оказался на 40% легче изготовленного традиционным методом, хотя общая масса готового узла со всеми "внутренностями" в результате перехода на 3D-печать снизилась примерно на 10%.
Как рассказал руководитель проектов отдела перспективных разработок силовых агрегатов исследовательского центра Porsche в Вайсахе Фальк Хейлфорт, данный эксперимент доказал пригодность аддитивных технологий для создания нагруженных деталей сравнительно больших размеров. Помимо снижения массы изделия новый метод позволяет наделить одну деталь большим количеством функций (например, интегрировать в корпус теплообменник редуктора) и снизить число компонентов. В частности для сборки опытного образца блока привода требуется на 40 рабочих операций меньше, чем аналогичного, изготовленного промышленными методами. Таким образом время производства сокращается на 20 минут.
При имеющихся в настоящее время технологиях печать первого прототипа корпуса заняла несколько дней, и из-за размера компонентов пришлось выполнять сборку в два этапа. Поэтому пока что применительно к автопроизводству речь может идти разве что о мелкосерийном выпуске суперкаров ограниченного "тиража". Впрочем, инженеры Porsche надеются, что с развитием технологии 3D-печати время производства такого элемента можно будет сократить на 90%, и весь корпус будет изготавливаться за один этап.
