• Poprzedni: Korzyści z druku 3D w branży kolejowej
  • Następny: PROLAY 7Q: Odpowiedź na przemysłowe wyzwania produkcyjne
Data dodania: 8 stycznia 2024

Druk 3D w bolidzie PGRacing Team

Zastosowanie technologii SLS w układzie dolotowym i manetkach.
PGRacing Team, zespół Formula Student z Politechniki Gdańskiej, postawił przed nami fascynujące wyzwanie: zastosowanie zaawansowanej technologii druku 3D SLS przy użyciu materiału PA2200 na drukarce EOS Formiga P110 Velocis do stworzenia elementów bolidu. Projekt ten otwiera nowe możliwości w dziedzinie inżynierii wyścigowej i pokazuje potencjał druku 3D w realizacji zaawansowanych technologicznie komponentów.

technologia technology sls selective laser sintering pa2200 poliamid polyamide pa12 pgracing team bolid politechnika gdanska

O PGRacing Team

 
PGRacing Team to uznany zespół, który od 2014 roku tworzy innowacyjne bolidy wyścigowe, koncentrując się na inżynierii i technologii. Zespół, składający się z ambitnych studentów, wykorzystuje swoje umiejętności do projektowania, budowy i testowania pojazdów, uczestnicząc w międzynarodowych zawodach Formula Student. Wykorzystując druk 3D zapewnili sobie poszerzenie wiedzy, rozwój projektu naukowego co zagwarantowało wyższe miejsce w klasyfikacji ogólnej.

Technologia SLS

 
Selective Laser Sintering (SLS) jest rewolucyjną metodą w druku 3D, która pozwala na tworzenie skomplikowanych geometrii z wyjątkową precyzją. Technologia ta wykorzystuje laser do spiekania polimerów w proszku, tworząc trwałe i szczegółowe komponenty. W bardzo łatwy sposób można odchudzić materiały poprzez zmianę geometrii nie wpływając na ich wytrzymałość. Jest to jedna z większych zalet technologii SLS.

Materiał PA2200

 
PA2200, czyli poliamid 12, to wszechstronny materiał w druku 3D, oferujący wytrzymałość, sztywność i dobrą odporność chemiczną. Jego zastosowanie w SLS umożliwia tworzenie części o wysokiej jakości i dokładności przy zachowaniu niskiej wagi. Materiał można poddać dodatkowej obróbce jak szlifowanie, polerowanie, klejenie, malowanie, lakierowanie, impregnowanie.

Drukarka EOS Formiga P110 Velocis

 
EOS Formiga P110 Velocis to zaawansowana drukarka 3D, która dzięki swojej szybkości, dokładności i elastyczności jest idealnym narzędziem do produkcji małych i średnich serii wysokiej jakości komponentów. Model P110 jest najmniejszym z dostępnych rozwiązań EOS, który sprawdza się idealnie przy tego typu zastosowaniach dając bardzo satysfakcjonujące efekty. Mimo, że części były większych gabarytów niż pole robocze drukarki, można było je podzielić i wydrukować w częściach, a następnie skleić według odpowiedniego procesu, elementy nie straciły wytrzymałości.

Zastosowanie technologii w PGRacing Team

Realizacja projektu dla PGRacing Team pokazuje, jak technologia SLS może być wykorzystywana w praktyce.
 
BIBUS MENOS przy zastosowaniu technologii SLS na drukarce EOS Formiga P110 Velocis wydrukowało:

 
Układ dolotowy – obniżono 60% masy układu, precyzja druku wpłynęła również na zwiększenie przepływu powietrza.

Układ dolotowy służy do doprowadzenia powietrza do cylindrów, co umożliwia działanie jednostki napędowej. Zapewnia zadaną ilość powietrza, co przekłada się na skuteczność cyklu spalania, a ostatecznie na moc silnika.

 

Zdjęcie przedstawia kompletny układ dolotowy – czarny dolot, srebrna elektronicznie sterowana przepustnica.

Manetki – obniżenie masy, przy zachowaniu wytrzymałości. Zwiększenie ergonomii poprzez optymalizację kształtu, co pozwala na zmianę biegów w każdej pozycji kierowcy.
 
Manetki służą do zmiany biegów bez odrywania rąk od kierownicy. W bolidzie PGR-07 stosowana jest elektroniczna zmiana biegów – wciśnięcie manetki powoduje przekazanie impulsu do autorskiego modułu zmiany biegów.
 
Lekki i precyzyjny układ dolotowy oraz ergonomiczne manetki są przykładami, jak innowacyjne podejście i nowoczesne technologie mogą znacząco poprawić wydajność i funkcjonalność bolidów wyścigowych.

Podsumowanie

 
Zespół inżynierów zmodyfikował osprzęt silnika, dostosowując go do własnych potrzeb, który pozwolił na znaczne obniżenie masy podzespołów. Układ dolotowy odpowiada za dostarczenie mieszanki paliwowo-powietrznej do każdego cylindra, co czyni go kluczowym elementem dla zapewnienia poprawności działania silnika spalinowego. Wykorzystując druk 3D w technologii SLS z materiału PA2200 możliwe było zastosowanie elektronicznej przepustnicy. Wpłynęło to dalej na decyzję o rezygnacji problematycznej linki do przepustnicy, uzyskano możliwość dostosowania charakterystyki otwarcia przepustnicy względem naciśnięcia pedału gazu. Przełożyło się to na precyzyjniejszy sposób sterowania wolnymi obrotami silnika, a dalej płynniejszą zmianę biegów.
 
W sezonie 2023 PGRacing Team awansował do 3 miejsca w klasyfikacji ogólnej, osiągając wysokie miejsca w pojedynczych wyścigach, m.in. 4 miejsce na torze Hockenheim w konkurencji Skid Pad, 5 miejsce zarówno w konkurencji Acceleration jak i Autocross oraz 2 miejsce na torze w Polsce w konkurencji Engineering Desing.

technologia technology sls selective laser sintering pa2200 poliamid polyamide pa12 pgracing team bolid politechnika gdanska
 

Projekt dla PGRacing Team stanowi doskonały przykład praktycznego zastosowania technologii SLS w inżynierii samochodowej. Pokazuje, jak druk 3D może przyczynić się do rozwoju i optymalizacji w dziedzinie motoryzacji, otwierając nowe możliwości dla inżynierów i konstruktorów.