Polonia: il progetto Inter-Faculty produce parti stampate in 3D per la Silesian Greenpower Racecar
La stampa 3D ha il potenziale per diventare una forza trainante per le automobili del futuro. Consentendo una progettazione e una produzione esponenzialmente più economiche, oltre a un’inestimabile prototipazione rapida, questa tecnologia è stata utilizzata per molti dei più grandi nomi nella produzione di automobili per decenni; infatti, aziende come BMW hanno utilizzato stampanti 3D per oltre 25 anni e continuano a investire ulteriormente.
Anche gli appassionati di corse automobilistiche hanno rapidamente sfruttato i vantaggi della stampa 3D. Con il proprio hardware in loco o lavorando con altre parti per creare e fabbricare parti, le persone coinvolte nella costruzione di automobili in una moda più fai-da-te possono progettare parti, valutarle come prototipi e quindi continuare a tornare al tavolo da disegno come spesso se necessario senza rompere la banca.
Costruire un’auto da corsa non è uno sforzo insolito per gli studenti universitari impegnati in studi di ingegneria, ma con l’aggiunta del design 3D e della stampa 3D, la loro formazione e competenze per il futuro viene ampliata in modo significativo. In una nuova svolta, docente presso la Silesian University of Technology di Gliwice, la Polonia non solo ha creato diverse parti stampate in 3D per un bolide (noto anche come un veicolo da corsa veloce) ma si è immerso nello studio delle dinamiche della stampa 3D e nella sua prova vera forza d’animo per i loro bisogni.
In ” Studi sull’ottimizzazione degli elementi stampati in 3D applicati nel veicolo della Silesia Greenpower “, gli autori A. Baier, P. Zur, A. Kolodziej, P. Konopka e M. Komander spiegano il loro processo per la creazione di parti stampate in 3D per il loro Silesian Greenpower elettrico veicolo da corsa, così come il ragionamento che sta alla base del progetto. Le parti principali della Silesian Greenpower Bullet SGR (telaio e corpo) sono state create utilizzando il software Siemens NX , mentre a tutte le auto in competizione con Greenpower è stato richiesto di utilizzare motori elettrici identici con due batterie da 12 volt per l’alimentazione.
Il modello della carenatura per le ruote posteriori del veicolo elettrico SG.
Modello della cassa dello specchio.
Nel testare i processi di stampa 3D nella creazione di carenature e specchietti per la propria auto, il team ha utilizzato una stampante 3D 3DGence con un ugello da 0,5 mm. Le parti di test sono state create in PLA (1,75 mm), scelte in base alla sua natura più rispettosa dell’ambiente e alla sua capacità di decomposizione entro 18-24 mesi. Il team ha realizzato 56 campioni, consentendo loro di esaminare le temperature, i tassi di raffreddamento e le altezze degli strati.
Il modello del telaio del veicolo elettrico Silesian Greenpower.
“Si può vedere che il modulo di Young varia tra 721 – 1274MPa con la deviazione percentuale relativa nell’intervallo 1.52 – 28.91% – 2 su 8 risultati sono superiori al 25%, quindi, questi risultati ottenuti per il modulo di Young non sono preciso “, affermano i ricercatori nel loro articolo. “Tuttavia, ciascuno dei risultati è compreso nell’intervallo del valore di riferimento per PLA. Le forze massime applicate variano tra 1,14 – 2,39 kN. ”
“La deviazione relativa percentuale per la resistenza a trazione è compresa tra 1,61 e 14,22%, quindi i risultati sono accurati. I valori di resistenza alla trazione sono compresi tra 29 e 57 MPa. La deviazione relativa percentuale è la stessa della forza massima per le serie corrispondenti poiché il valore della resistenza alla trazione deriva dal valore della forza. La maggior parte dei risultati della resistenza alla trazione si trova nella fascia più alta dell’intervallo di valori di riferimento: 6 risultati su 8 superano i 45 MPa con il limite superiore di 60 MPa. Al contrario, i risultati del valore di allungamento si trovano all’estremità molto bassa dell’intervallo di riferimento con un valore compreso tra 3,90 e 5,57%. ”
Il modello del corpo del bolide di Greenpower Silesia.
In conclusione, il team ha capito che mentre le temperature di stampa 3D inferiori non hanno un impatto sulla qualità, l’altezza dello strato è molto migliorata.
“L’altezza dello strato più piccolo offre una migliore connessione del contorno con il riempimento e del riempimento stesso”, hanno affermato i ricercatori.
Temperature più elevate, tuttavia, hanno portato a una maggiore resistenza alla trazione, un requisito per la creazione di parti di automobili.
“Con una temperatura di stampa superiore e un’altezza dello strato inferiore, il tasso di raffreddamento più elevato influenza la fragilità del materiale – riduce significativamente la resistenza alla trazione”, ha concluso il team. “Il materiale si è raffreddato troppo rapidamente per cui i singoli tratti non si collegavano a sufficienza l’uno con l’altro. La bassa temperatura di stampa e l’altezza dello strato elevato causano una diminuzione della resistenza alla trazione di quasi la metà, anche il contorno del campione non è ben collegato con il riempimento. ”
