3D-печать всё чаще заменяет традиционные методы производства в сфере машиностроения. Выбор 3D-печати или традиционных методов для производства компонентов определяется, прежде всего, экономическим фактором. Вместе с тем, учитывается ряд других аспектов, таких как свобода проектирования, а также возможность изготовления более прочной и лёгкой продукции.
Когда речь идёт о гонках, количество необходимых компонентов редко бывает достаточным для серийного производства, при этом в рамках ограниченного бюджета требуется найти высокотехнологичные решения, которые бы обеспечили их небольшой вес и высокую прочность. Это хорошо понимали члены студенческой гоночной команды из университета Чалмерса, поэтому целый ряд деталей для своего автомобиля они создали с использованием метода послойной печати.
Кронштейн амортизатора, выполненный методом 3D-печати из материала SSAB AM TS2
Компоненты изготовленные методом 3D-печати из материала SSAB AM TS2
На протяжении длительного времени компания SSAB поддерживает студенческую команду университета Чалмерса по автогонкам, поставляя материалы для изготовления высокопрочных компонентов. Диски и расположенная за пилотом трубная рама, которая в случае переворачивания автомобиля защищает его от травм, изготовлены из стали SSAB Hardox. Когда члены команды узнали, что компания SSAB начала производство стального порошка для 3D-печати высокопрочных компонентов, они направили специалистам SSAB по порошковым технологиям запрос, смогут ли те оказать помощь в изготовлении конструкционных элементов автомобиля. Конечно же, студенты получили положительный ответ!
Представленные студентами компоненты были либо сложны в производстве, либо не соответствовали требованиям прочности. Среди них опора амортизатора, ранее производимая из алюминия, и стальная защита от опрокидывания, получаемая методом фрезерования и обточки. Для максимального повышения эффективности производства амортизаторов методом послойной печати студенты из университета Чалмерса применяли программу оптимизации топологии. Однако, по причине физических ограничений оптимизация топологии защиты от опрокидывания не представлялась возможной. Эти компоненты были изготовлены методом послойного синтеза в Центре 3D-печати компании SSAB (AMC) в городе Укселёсунд с использованием технологии расплавления лазером материала в сформированном слое (L-PBF). Студенты выбрали для печати материал SSAB AM TS2 из-за его высокой прочности.
Механические характеристики материала SSAB AM TS2 в синтезированных компонентах
| Ном. твёрдость |
450 ед. по Виккерсу |
| Предел текучести | 1210 МПа |
| Предел прочности | 1370 МПа |
| Удлинение A5 | 13% |
| Ударная вязкость | 70 Дж |
Автогоночная мастерская университета Чалмерса: использование компонентов, выполненных методом 3D-печати
Выполненная из материала SSAB AM TS2 опора амортизатора с оптимизированной топологией
Производство компонентов с использованием этой технологии показало впечатляющий результат. По информации студентов вес компонентов был уменьшен на 32% в сравнении с применяемыми ранее деталями из алюминия при обеспечении 2,5-кратного запаса прочности. Таким образом, при использовании этого метода производства и подходящего материала можно изготовить детали, которые не будут уступать алюминиевым как по прочности, так и по весу. Как было упомянуто выше, по причине физических ограничений не представлялось возможности оптимизировать топологию защиты от опрокидывания. Вместе с тем, начинающим инженерам приходилось использовать занимающий несколько дней процесс механической обработки этого сложного в производстве компонента. Кроме того, благодаря механическим свойствам материала SSAB AM TS2 студенты смогли повысить жёсткость подвески.
К следующему сезону с поддержкой Центра 3D-печати в Укселёсунде будет распечатано ещё больше высокопрочных компонентов из металлического порошка. Эта поддержка не только способствует развитию команды, но и доказывает, что послойная 3D-печать является высокоэффективным методом производства.
Компания SSAB участвует в студенческой гоночной команде из университета Чалмерса! Гоночный автомобиль, принимавший участие в соревнованиях в Центральной Европе, был разработан с использованием предназначенного для 3D-печати металлического порошка компании SSAB. В гоночных автомобилях крайне важен баланс небольшого веса и высокой прочности компонентов – именно здесь 3D-печать демонстрирует свои преимущества.
Каким может быть решение, если алюминий слишком тяжёлый? Использование материала TS2 (в процессе разработки). Изготовленные в Центре 3D-печати компании SSAB в городе Укселёсунд детали подвески весят на 32% меньше и обладают более высокой прочностью по сравнению с оригинальными компонентами из алюминия.
К следующему сезону с поддержкой Центра 3D-печати в Укселёсунде будет распечатано ещё больше высокопрочных компонентов из металлического порошка. Эта поддержка не только способствует развитию команды, но и доказывает, что послойная 3D-печать является высокоэффективным методом производства.
В нашем блоге, посвящённом стали Docol, размещаются актуальные аналитические статьи на темы, имеющие прямое отношение к вашему бизнесу. Наши информационные материалы, охватывающие тенденции развития рынка, технический анализ, методику производства, новинки отрасли и многое другое, помогут вам в разработке инновационных решений для повышения конкурентоспособности вашего бизнеса.
Разрабатывая инновационные материалы для автомобилестроения, компания SSAB предлагает автопроизводителям воспользоваться прогрессивной высокопрочной сталью Docol®, а также специализированными ресурсами, чтобы спроектировать автомобили более лёгкой и безопасной конструкции. В ассортименте SSAB представлен широкий выбор марок высокопрочной автомобильной стали Docol®, в том числе сверхпрочной, высокопрочной, а также с прочностью, превосходящей требования стандартов VDA, SAE, EN, JIS и OEM.