Caterpillar e la stampa 3d per migliorare l’efficienza del carburante dei motori diesel

Laboratorio nazionale Caterpillar & Argonne che utilizza la produzione additiva per migliorare l’efficienza del carburante dei motori diesel

La produzione additiva svolgerà un ruolo significativo in un importante progetto che si snoderà tra il laboratorio nazionale Argonne di Caterpillar e il Dipartimento nazionale dell’energia (DOE) per esplorare l’efficienza e le emissioni ridotte nei motori diesel per impieghi gravosi. Questo è un altro vasto progetto destinato a riunire le vaste risorse dei grandi produttori negli Stati Uniti con scienziati che lavorano per i laboratori del Dipartimento dell’Energia , che costituiscono una delle sette “partnership private” create attraverso il programma DOE High Performance Computing for Manufacturing (HPC4Mfg) .

Caterpillar e Argonne testeranno i motori diesel industriali per migliorare l’efficienza, utilizzando i seguenti strumenti e processi: Calcolo ad alte prestazioni (HPC), Produzione di additivi, Miglioramento della fedeltà del design, Modelli di simulazione.
Approfittando di queste funzionalità, saranno anche in grado di approfondire i principali vantaggi della produzione additiva e della stampa 3D, per includere tempi di produzione in modo esponenzialmente più rapido, convenienza nella produzione e la possibilità di creare in laboratorio (o ovunque) su -richiesta. Collaborando con Caterpillar, i ricercatori Argonne hanno anche accesso a strutture di test complete già progettate per la stampa 3D e processi AM, insieme a metodi convenzionali che sono stati utilizzati per decenni.

Attualmente Caterpillar utilizza le risorse di test e simulazione di HPC, operando su larga scala, con il supercomputer Argonne’s Mira presso l’Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), un DOE Office of Science User Facility e le risorse di calcolo presso il Laboratory Computing Resource Centre di Argonne.

I ricercatori hanno creato questa vista prospettica in sezione trasversale di una geometria del motore che mostra le temperature del cilindro e del pistone in metallo utilizzando un modello di trasferimento del calore coniugato e del fluido computazionale accoppiati. (Immagine di Convergent Science e Argonne National Laboratory.)

Le due organizzazioni continueranno a collaborare attraverso una serie di fasi di progetto diverse tramite HPC4Mfg, spostandosi avanti e indietro dalle strutture di simulazione di Argonne e test AM presso lo stabilimento Caterpillar. Questa non è la prima volta che Caterpillar e Argonne hanno lavorato insieme. I progetti precedenti hanno incluso studi riguardanti lo spray del carburante, la modellazione della combustione e altri lavori finanziati dal DOE.

Attualmente, altri programmi e partnership in corso attraverso HPC4Mfg includono collaborazioni con aziende come PPG Industries, Inc. e LBNL, VitroFlat Glass e LLNL per sviluppare controllo in tempo reale del forno in vetro, Eaton e ORNL per sviluppare la tecnologia di recupero del calore residuo (WHR), Generale Motors LLC ha collaborato con LLNL per ridurre i tempi di ciclo nella produzione di compositi, Arconic lavorando con LLNL e ORNL per esaminare le varie fasi metalliche durante AM e Vader Systems collaborando con SNL per esplorare la fisica richiesta per la stampa magnetoJet 3D in transizione. Scopri di più su questi progetti, insieme a Caterpillar e Argonne qui .

Mentre Caterpillar è storicamente responsabile della produzione di grandi attrezzature per l’edilizia e l’estrazione mineraria, insieme ad altri macchinari relativi all’industria dell’energia e dei trasporti e delle risorse, gli scienziati e i gruppi di ricerca dell’Argonne National Laboratory sono spesso responsabili di studi che affrontano le grandi domande su come la tecnologia può altri Stati Uniti, ad esempio come espandere la stampa 3D in metallo sul campo per uso militare , o esaminare ciò che effettivamente accade durante i processi interni di tecnologia che coinvolgono la deposizione di energia diretta da raggi X , portando ad un’ulteriore discussione sulla ricerca centrata sui materiali piezoelettrici .

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