Zašto je dizajn trkača važniji od spoljašnjeg oblika
Vanjska strana usisne grane uglavnom mora da stane u motorni prostor i da se dobro pričvrsti. Unutrašnjost odlučuje kako vazduh stiže do svakog cilindra. Dužina i oblik klizača utiču na inerciju i efekte talasa pritiska koji pomažu da se cilindri pune pri različitim brzinama motora.
Duži trkači općenito preferiraju jači obrtni moment niskog i srednjeg opsega. Kraći pogoni imaju tendenciju da podržavaju snagu na većim obrtajima. Tačni brojevi zavise od motora, vremena bregastog osovine i ciljanog opsega obrtaja, ali princip je konzistentan u udžbenicima i SAE dokumentima o podešavanju usisnog zraka.
Da li duži ili kraći trkači daju više snage?
Ni jedno ni drugo nije automatski bolje. Duži klizači pomažu motoru da ostvari veći obrtni moment niži u opsegu obrtaja. Kraći pogoni obično omogućavaju motoru da bolje diše pri visokim obrtajima. Dobro dizajnirana metalna 3D štampana usisna grana može koristiti promjenjive ili kompromisne dužine koje bi bile teške ili skupe za izlijevanje, dajući motoru širi korisni opseg snage.
Tradicionalno livenje u pesak ili tlačno livenje bori se sa složenim unutrašnjim krivinama i promenljivim poprečnim presecima. Upravo to ograničenje je mjesto gdje proizvodnja metalnih aditiva postaje korisna.
Osnovna pravila za dizajn usisnog razvodnika
Podesite dužinu prema ciljnom opsegu obrtaja.
Usmjerite primarni efekat rezonancije ili inercije na brzine motora gdje vam je pomoć najpotrebnija. Ulični motori često imaju koristi od umjerene dužine; čisti trkaći motori mogu raditi kraće.
Uskladite prečnik sa zapreminom cilindra i očekivanim protokom vazduha.
Premali i trkač guši motor pri visokim obrtajima. Prevelika i brzina vazduha opada, slabeći efekat inercije.
Koristite postepene promjene odjeljka.
Glatki konus (konvergirajući ili divergentni) održava protok bolje pričvršćenim od iznenadnih koraka.
Dodajte odgovarajuća zvona na ulazu u plenum.
Dobro oblikovan ulaz smanjuje gubitak tlaka kada zrak napušta plenum i ulazi u klizač.
Neka radijusi savijanja budu velikodušni.
Uske krivine stvaraju razdvajanje i turbulenciju. Veći radijusi ne koštaju gotovo ništa u štampanom dijelu i vraćaju se u toku.
Koliko dugih treba da budu vodilice usisnog razvodnika?
Ne postoji jedan tačan broj. Dužina se bira tako da odgovara radnom opsegu motora i ostatku indukcionog sistema. Simulacijski ili dyno podaci trebali bi potvrditi konačni izbor. Prilagođena metalna 3D štampana usisna grana čini praktičnim testiranje nekoliko opcija dužine bez novog alata svaki put.
Šta vam 3D štampanje metala omogućava ono što livenje ne može
Središnje linije trkača slobodnog oblika koje prate najbolju putanju pakovanja dok ostaju glatke
Kontinuirano promjenjivi poprečni presjeci duž vodilice
Integrisane karakteristike (glave senzora, nosači za gorivo, tačke montaže) u jednom komadu
Značajno smanjenje težine kroz optimizovanu debljinu zida
Nema namjenskog alata za livenje, tako da su promene dizajna brže i jeftinije
Možete li 3D odštampati usisnu granu?
Da. Legure aluminijuma kao što je AlSi10Mg se obično koriste za 3D štampanu aluminijumsku usisnu granu. Proces odgovara prototipovima, proizvodnji male količine, trkaćim i jednokratnim prilagođenim motorima. Robni motori velike količine još uvijek favoriziraju livenje zbog cijene, ali sve što treba složenu unutrašnju geometriju ili brzu iteraciju je dobar kandidat za proizvodnju metalnih aditiva.
Pravila dizajna koja treba slijediti prije nego što pošaljete datoteku na štampanje
Ova pravila dolaze od stvarnih dijelova koji se ili lako čiste ili se vraćaju puni zarobljenog praha.
Pazite na uglove prepusta unutar vodilica.
Držite unutrašnje površine bliže 45 stepeni ili strmije gdje je to moguće. Plitki prevjesi trebaju potporu koju je teško ukloniti iz zatvorenog kanala.
Poštujte minimalni prečnik i debljinu zida.
Vrlo male klizače je teško očistiti od praha i možda neće pouzdano da štampaju. Debljina zida mora biti dovoljna za pritisak i vibracije, ali ne toliko debela da se težina nepotrebno povećava.
Planirajte rupe za uklanjanje praha.
Zatvorenim unutrašnjim prolazima potrebne su namjerne rupe za uklanjanje praha u metalnom 3D štampanju. Postavite ih tamo gdje se kasnije mogu začepiti ili mašinski obraditi i dimenzionirajte ih tako da prah može zaista pobjeći. Ovaj pojedinačni detalj sprječava mnoge neuspjele prve članke.
Uzmite u obzir hrapavost unutrašnje površine.
Hrapavost unutrašnje površine 3D štampanih delova je veća nego kod mašinski obrađenih ili livenih i poliranih klizača. Za aplikacije koje su kritične za protok vazduha, planirajte mašinsku obradu abrazivnim tokom, hemijsko zaglađivanje ili selektivnu CNC završnu obradu na putu gasa.
Pažljivo odaberite orijentaciju izgradnje.
Orijentacija utječe na rezidualni stres, potrebe za potporom i koje površine su najhrapavije. Dobra orijentacija smanjuje i izobličenje i rad na naknadnoj obradi.
Ostavite zalihe za kritičnu mašinsku obradu.
Površine prirubnica, zaptivne površine i bilo koje precizne bušotine trebaju imati dodatak za obradu. Termička obrada za ublažavanje naprezanja obično je potrebna prije završne obrade.
Da li je 3D štampana usisna grana dovoljno jaka?
Pravilno dizajniran i obrađen dio dovoljno je jak za većinu uličnih, staza i trkaćih upotreba. Čvrstoća zavisi od materijala, debljine zida, termičke obrade i odsustva kritičnih nedostataka. Ispitivanje pritiska, ispitivanje vibracija i, kada je potrebno, CT kontrola unutrašnjih kanala su uobičajeni načini za potvrdu dizajna pre nego što se krene na motor.
Studija slučaja - tipičan projektni pristup
Trkačkom kupcu je bio potreban lakši usis sa boljim protokom pri visokim obrtajima od livene jedinice koju su koristili. Prva revizija dizajna fokusirala se na dužinu i prečnik vodilice za ciljni opseg snage, a zatim je dodala karakteristike za uklanjanje praha odgovarajuće veličine i konzistentnu debljinu zida. Nakon štampe u aluminijumu, deo je oslobođen naprezanja, prirubnice su mašinski obrađene, a unutrašnji prolazi očišćeni i provereni. Gotova metalna 3D štampana usisna grana ispunila je ciljnu težinu i pokazala čistiji protok na motoru od prethodnog livenog komada. Uspjeh je proizašao iz tretiranja uklanjanja praha i stanja površine kao zahtjeva dizajna, a ne naknadnih razmišljanja. Specifične težine, vremena isporuke i brojevi snage razlikuju se od projekta; disciplina procesa ostaje ista.
Pet uobičajenih grešaka koje vidimo kod kupaca koji prvi put kupuju
Trkači dizajnirani premali za pouzdano čišćenje praha
Nema namjenskih funkcija za izlaz praha ili pristupa za inspekciju
Površine prirubnica modelirane u konačnoj veličini bez zaliha za mašinsku obradu
Preskakanje odgovarajućeg testa curenja ili pritiska nakon završetka
Odabir dobavljača samo po cijeni bez provjere mogućnosti naknadne obrade i interne kontrole kanala
Kako odabrati prilagođenog proizvođača usisne grane
Potražite partnera koji može razgovarati o dizajnu za aditivnu proizvodnju na jednostavnom jeziku, a ne samo prihvatiti bilo koju CAD datoteku. Korisni znakovi uključuju:
Iskustvo sa upisima u automobile ili moto sport
Mogućnost pregleda unutrašnjih kanala (endoskop ili CT)
In-house ili strogo kontrolirana naknadna obrada (toplinska obrada, strojna obrada, čišćenje)
Jasna ponuda za jednokratne i male serije veleprodajnih metalnih 3D štampanih delova
Spremnost da označite geometriju zarobljavanja praha prije početka izgradnje
Sposoban proizvođač metalnog 3D štampanja ili tvornica usisne grane tretirat će DfAM (pravila dizajna koja čine dio za ispis, čišćenje i funkcionalnost) kao dio usluge. Isto važi i kada vam je potrebna šira usluga metalnog 3D štampanja za automobilske komponente. Stručnjaci koji već razumiju izduvne i usisne termičke i vibracijske sredine imaju tendenciju da isporuče pouzdanije prve članke.
FAQ
P: Možete li 3D odštampati usisnu granu?
O: Da. Legure aluminijuma kao što je AlSi10Mg se rutinski koriste za funkcionalne metalne 3D štampane delove usisne grane u prototipovima, malim količinama i trkačkim aplikacijama.
P: Koliko dugih treba da budu vodilice usisnog razvodnika?
O: Dužina se bira tako da odgovara ciljanom rasponu okretaja motora. Duži trkači favorizuju niski i srednji obrtni moment; kraći pogoni podržavaju snagu pri visokim obrtajima. Konačnu dužinu treba potvrditi simulacijom ili testiranjem.
P: Koji je najbolji materijal za 3D štampanu usisnu granu?
O: AlSi10Mg je najčešći izbor za usisnike aluminijuma jer kombinuje dobru čvrstoću, toplotnu provodljivost i mogućnost štampanja. Druge legure se koriste kada to zahtijevaju specifični zahtjevi temperature ili čvrstoće.
P: Da li je 3D štampana usisna grana dovoljno jaka za trke?
O: Da, kada su dizajn, materijal, termička obrada i inspekcija odgovarajući za radni ciklus. Mnogi trkaći timovi već uspješno vode štampane unose.
P: Koliko vremena je potrebno da se napravi usisni razvodnik po narudžbi od metala 3D štampanim?
O: Od odobrenog dizajna do gotovog dijela, tipična vremena isporuke mjere se sedmicama, a ne mjesecima, ovisno o složenosti, mašinskoj obradi i trenutnom opterećenju proizvodnje. Odsustvo alata za livenje glavni je razlog što je vremenska linija kraća.
Uspješna metalna 3D štampana usisna grana je manje o štampaču, a više o dizajnu vodilice, planiranju uklanjanja praha i disciplini naknadne obrade. Ispravite ta tri pravila i tehnologija donosi lakše dijelove, slobodnije unutrašnje oblike i brže razvojne cikluse od tradicionalnih metoda. Pogrešite ih i na kraju ćete dobiti prilično vanjski i kompromitovan protok zraka. Kada budete spremni da pređete sa crteža na radni deo, izaberite prilagođenog proizvođača usisne grane koji već zna gde se prah voli sakriti.