نمونه اولیه برای تولید سری های کوچک: محفظه درایو الکتریکی از یک پرینتر سه بعدی
سبک تر، سفت تر، فشرده تر: پورشه اولین محفظه کامل خود را برای درایو الکتریکی با استفاده از پرینت سه بعدی تولید کرده است. واحد موتور-گیربکس تولید شده با استفاده از فرآیند SLM، تمامی تست های کیفیت و استرس را بدون هیچ مشکلی پشت سر گذاشت.
«این ثابت میکند که تولید مواد افزودنی با تمام مزایای آن برای قطعات بزرگتر و پراسترس در خودروهای اسپرت برقی نیز مناسب است. می توان تصور کرد که درایو الکتریکی بهینه شده می تواند برای مثال در یک خودروی سوپر اسپرت با نسخه محدود استفاده شود.
فالک هیلفورت، مدیر پروژه در بخش توسعه پیشروی پیشرانه در مرکز توسعه پورشه
نمونه اولیه چندین مرحله توسعه را در بر می گیرد
مهندسان بخش توسعه پیشرفته توانستند چندین مرحله توسعه را همزمان با نمونه اولیه انجام دهند. محفظه آلیاژی ساخته شده با مواد افزودنی سبک تر از قطعات ریخته گری معمولی است و وزن کلی درایو را تقریباً ده درصد کاهش می دهد. به لطف ساختارهای ویژه ای که تنها به دلیل پرینت سه بعدی امکان پذیر شده است، با این وجود، سفتی در مناطق بسیار تحت فشار دو برابر شده است. مزیت دیگر ساخت افزودنی این واقعیت است که عملکردها و قطعات متعددی را می توان یکپارچه کرد. این به طور قابل توجهی کار مونتاژ را کاهش می دهد و به طور مستقیم به کیفیت قطعه کمک می کند.
پرینت سه بعدی فرصت های جدیدی را در توسعه و ساخت قطعات کم حجم باز می کند. پورشه به شدت در حال پیشبرد استفاده از تولید افزودنی برای بهینه سازی قطعات با فشار زیاد است. چند ماه پیش، پیستون های پرینت شده جدید با موفقیت خود را در خودروی اسپرت با کارایی بالا ۹۱۱ GT2 RS ثابت کردند. محفظه یک درایو الکتریکی کامل که اکنون ساخته شده است نیز الزامات کیفیت بالایی را برآورده می کند.
طراحی تقریباً در هر هندسه ای امکان پذیر است
«هدف ما توسعه یک درایو الکتریکی با پتانسیل تولید مواد افزودنی بود، در عین حال ادغام هرچه بیشتر عملکردها و قطعات ممکن در محفظه درایو، کاهش وزن و بهینهسازی ساختار». هیچ فرآیند تولید دیگری به اندازه پرینت سه بعدی امکانات و اجرای سریعی را ارائه نمی دهد. داده های طراحی را می توان مستقیماً از رایانه بدون مراحل میانی مانند ساخت ابزار به گر رساند. سپس قطعات لایه به لایه از پودر آلیاژ آلومینیوم ایجاد می شوند. این امکان ساخت اشکالی مانند محفظه با کانال های خنک کننده یکپارچه را در تقریباً هر هندسه ای ممکن می سازد. هر لایه ذوب شده و سپس با لایه قبلی ذوب می شود. تعدادی فناوری مختلف برای این منظور موجود است. محفظه درایو از پودر فلز با خلوص بالا با استفاده از فرآیند (SLM) ساخته شده است.
فالک هیلفورت
وزن قطعات به دلیل ادغام توابع و بهینه سازی توپولوژی تقریباً ۴۰ درصد کاهش یافت. این نشان دهنده صرفه جویی در وزن حدود ده درصد برای کل درایو به دلیل ساختار سبک وزن است. سفتی به طور قابل توجهی در همان زمان افزایش یافت. با وجود ضخامت دیواره پیوسته تنها ۱٫۵ میلی متر، سختی بین موتور الکتریکی و گیربکس به دلیل ساختارهای مشبک ۱۰۰ درصد افزایش یافت. ساختار لانه زنبوری نوسانات دیواره های نازک محفظه را کاهش می دهد و بنابراین به طور قابل توجهی آکوستیک درایو را بهبود می بخشد. ادغام قطعات، واحد درایو را فشرده تر کرد، بسته درایو را به طور قابل توجهی بهبود بخشید، و کار مونتاژ را حدود ۴۰ مرحله کار کاهش داد. این معادل کاهش زمان تولید تقریباً ۲۰ دقیقه است. یک مزیت اضافی: ادغام مبدل حرارتی گیربکس با انتقال حرارت بهینه، خنک کننده درایو را به طور کلی بهبود می بخشد. این یک نیاز اساسی برای افزایش بیشتر عملکرد است. محفظه تولید شده با استفاده از فرآیند پرینت سه بعدی، پتانسیل تولید افزودنی را برای پورشه در زمان نوآوری محصول در آینده نشان می دهد. پتانسیلها همچنین در حوزههای نوآوری فرآیند – توسعه چابک و تولید انعطافپذیر – و برای حوزههای جدید تجارت مانند سفارشیسازی با پیشنهادات جدید برای مشتریان و قطعات یدکی به وجود میآیند. این فناوری ساخت از نظر فنی و اقتصادی برای پورشه به ویژه برای سری های خاص و کوچک و همچنین موتوراسپورت جالب است.
