Технология трёхмерной печати перестала быть развлечением любителей компьютерной техники. При помощи 3D-печати изготавливаются различные изделия, включая детали машин и механизмов. В основном всё делается из особо прочных полимеров, но могут использоваться и другие материалы, например, металл. Именно алюминий использовала компания Porsche для создания первого в мире электрического двигателя, напечатанного на 3D-принтере.

3D-печать металлом

Суть технологии трёхмерной печати достаточно проста: печатаемая деталь буквально строится из слоёв, наносимых последовательно друг на друга. С полимерами при этом работать легче, следующий слой сплавляется с предыдущим и полимеризуется, образуя ещё один горизонтальный «кирпич». В итоге деталь состоит из многочисленных слоёв. Аддитивная технология, т.е. технология с послойным наращиванием, работает и с металлом, только в качестве материала используется металлический порошок. Он послойно наносится на поверхность и при помощи лазера наплавляется на предыдущий слой, увеличивая высоту изделия.

Основа метода та же самая, что и при работе с полимерами, но технологию пришлось адаптировать под использование нового материала с совершенно другими свойствами. Разработка нового метода печати показала настолько впечатляющими результаты, что компания Porsche решилась на его внедрение в производство двигателей для своих электромобилей.

Напечатанная машина

По заявлению разработчиков, в будущем можно будет значительно расширить перечень деталей, напечатанных на 3D-принтере. На данный же момент таким способом в качестве прототипов были изготовлены корпус электродвигателя и трансмиссия. Для этого использовали уже имеющуюся аддитивную технологию, приспособив её для конкретных условий. Все детали предварительно изучили, чтобы получить более подробную информацию о силах, воздействующих на них в процессе эксплуатации. На основе полученных данных конструкцию деталей усилили, использовав ячеистые структуры, увеличивающие жесткость. Такую структуру используют во время 3D-печати полимерами, заполняя ею большую часть объёма детали. Этот метод сокращает расход материала при печати с сохранением прочности всей конструкции.

Полученная конструкция по некоторым параметрам превзошла серийные образцы, изготовленные более традиционными способами. Прежде всего удалось облегчить несущие элементы на 40%, что в общем итоге на 10% снизило общий вес. При этом прочность высоконагруженных компонентов удалось повысить в два раза. Этого достигли с помощью укрепления ячеистыми структурами наиболее критичных мест. Разработчики смогли оценить ещё одно преимущество трёхмерной печати – возможность создания сложных конструкций, чего нельзя сделать при помощи литья. В корпус электродвигателя были интегрированы части других систем, что позволило повысить эффективность их работы. К примеру, в стенки удалось «спрятать» каналы системы охлаждения.

По словам представителя компании, на данный момент новую технологию можно внедрить в производство автомобилей с ограниченной серией. Это не первая попытка использования 3D-печати, в прошлый раз её применяли для создания поршней. Добавление закрытого канала в днище поршня, что невозможно сделать литьём, позволило улучить характеристики двигателя.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!