Трехмерная печать выхлопной трубы для Ford Mustang на 3D-принтере EP-M250 Shining 3D

Компания Shining 3D по индивидуальному заказу успешно изготовила выхлопную трубу автомобиля, напечатав ее на 3D-принтере EP-M250 собственного производства. Полученная с помощью технологии металлической 3D-печати деталь, была использована в автомобиле Ford Mustang для сборки и испытания его выхлопной системы.

Выхлопная труба для Ford Mustang напечатанная на 3D-принтере EP-M250 Shining 3D

Суть проблемы

Для большинства владельцев автомобилей, ежедневная поездка на работу становится рутиной. Чтобы сделать ее менее скучной, некоторые владельцы автомобилей занимаются их тюнингом, привнося в его внешний вид некую индивидуальность. Как правило, такие идеи в части той или иной модификации не выходят за рамки закона и не нарушают требования по безопасности, например, это касается изменения внешнего вида путем модернизации выхлопной трубы автомобиля.

Из-за ограничения используемой технологии, основанной на сварке, традиционное производство выхлопных труб сталкивается с технологическими проблемами, которые вынуждают их использовать простую и примитивную конструкции системы вывода выхлопных газов, поскольку при сварке и штамповке сложный дизайн реализовать весьма проблематично и экономически не эффективно. Для нынешнего рынка форма выхлопной трубы автомобиля в основном соответствует конструкции, которая представлена на рисунке, приведенном ниже. Такая форма, ограниченная возможностями традиционной технологи изготовления, при эксплуатации транспортных средств приводит к таким проблемам, как плохой выход отработанных газов и, как следствие, потеря мощности двигателя.

Выхлопная труба для автомобиля Ford Mustang, выполненная по традиционным технологиям
в обычном для автомобилей конструктивном решении

Применение металлической 3D-печати для изготовления выхлопной трубы автомобиля

Не так давно компания Shining 3D успешно выполнила проект по трехмерной печати выхлопной трубы автомобиля с целью их модернизации для одного из автопроизводителей, и теперь такая же выхлопная труба была использована в автомобиле Ford Mustang для проведения испытаний в части возможности ее применения для автомобиля этой марки.

Выхлопная труба состоит из трех частей: впускной системы, глушителя и выпускной трубы выхлопной системы. Компания Shining 3D обеспечила полное решение конструкции от разработки ее нового конструктивного исполнения до выпуска уже готовой конечной продукции.

1. На начальной стадии проекта инженер-конструктор компании Shining 3D с применением профессионального программного обеспечения Rhino разработал требуемую заказчиком 3D-модель. В процессе проектирования был разработан и новый вариант внутренней структуры выхлопной трубы, который был оптимизирован благодаря возможностям технологии 3D-печати по отношению к ограниченным в этом плане традиционным технологиям ее изготовления, что значительно увеличило эффективность работы выхлопной системы и уменьшило занимаемый ею объем.


Проектирование 3D-модели выхлопной трубы

2. После завершения процесса проектирования конструктор распечатал выхлопную трубу методом трехмерной SLA-печати (стереолитографии), в основе которой принцип отверждения жидких полимерных материалов под воздействием лазера технологии 3D-печати. Это позволило без создания металлического прототипа протестировать общее решение выхлопной трубы и использовать его для оценки проекта клиентом с целью возможного дальнейшего улучшения продукта.


Внутренняя уникальная структура выхлопной трубы, оптимизированная с помощью технологии 3D-печати, такой профиль очень трудно обрабатывать по традиционной технологии

3. После того, как дизайн был подтвержден клиентом, компания Shining 3D использовала разработанную цифровую форму для распределенной 3D-печати, то есть, передачи файлов печати на удаленно расположенные принтеры. Имея отдельные заказы на печать для сервисных центров в масштабе всей страны, таких как Weihai, Haimen Chongqing и т. д., интеллектуальные 3D-принтеры EP-M250 в разных сервисных центрах могут печатать одновременно, что значительно сокращает время доставки конечного продукта. В промышленных 3D-принтерах EP-M250 используется технология SLM (selective laser melting), обеспечивающая получение деталей из металлического порошка путем его селективного лазерного плавление.

Завершенная выхлопная труба автомобиля, выполненная методом металлической 3D-печати

Заключение

1. Более сильный звук
   Благодаря оптимизации внутренней конструкции, выхлопная труба, выполненная по технологии 3D-печати, звучит более мощно, как у суперкара.
2. Уменьшение собственного веса выхлопной трубы
   У выхлопной трубы, выполненной методом 3D-печати удалось достичь снижение веса примерно на 67%. Но качественные характеристике выхлопной грубы полностью соответствуют предъявляемым к ней требованиям, а сама выхлопная система выглядит более красиво и эстетично.
3. Сохранение собственной мощности двигателя
   Когда автомобиль работает на высоких оборотах, а его выхлопная труба из-за возникновения обратного давления, связанного с ограниченной пропускной способностью, не может выпускать газообразные продукты сгорания топлива в полном объеме, то это естественно будет оказывать влияние на мощность двигателя и приведет к уменьшению создаваемый им крутящего момент силы на валу. Выхлопная система, выполненная методом металлической 3D-печати, имеет довольно-таки высокую скорость вытекания выхлопных газов, та что не зависимо от режима работы двигателя и его оборотов, выхлопные газы могут более эффективно удаляться через разработанную уникальную систему их вывода, что собственно и обеспечивает сохранение мощности двигателя независимо от режима его функционирования.

Преимущества распределенной 3D-печати

Стоит отметить, что в этом проекте компания Shining 3D использовала технологию распределенной трехмерной печати, полностью используя время простоя оборудования, расположенного в Вэйхае, Чунцине, Хаймене и других сервисных центрах. Это не только увеличило коэффициент использования данного оборудования, но и сократило время доставки готовых деталей заказчикам.

Готовая выхлопная труба для Ford Mustang изготовленная на промышленном 3D-принтере EP-M250