3D-печать, хотя и остается своего рода нишевым хобби, становится все более популярной. Во многом это произошло благодаря его внедрению в различных отраслях. Это касается и автомобильного мира, поскольку существуют действительно полезные автомобильные аксессуары, напечатанные на 3D-принтере. Но печать автомобильных деталей, таких как головка блока цилиндров, напечатанная на 3D-принтере, — более сложный процесс.
Металлическая головка блока цилиндров, напечатанная на 3D-принтере, не имеет установленного срока службы, потому что технически этого не может быть. Это потому, что он может выйти из строя так же, как и руководитель завода: из-за постоянного нагрева и охлаждения с течением времени. И это независимо от того, была ли головка блока цилиндров напечатана на 3D-принтере или изготовлена традиционными способами.
По сути, срок службы головки блока цилиндров на самом деле сводится к тому, сколько раз она сможет выдержать нагрузку при нагревании и охлаждении, прежде чем треснет. Этот срок службы больше зависит от того, как часто двигатель проходит эти тепловые циклы, а не от того, сколько миль вы проезжаете. В любом случае, точную продолжительность жизни трудно предсказать.
Это также известно как термомеханическая усталость (ТМФ). TMF описывает механизм отказа, при котором головка блока цилиндров, напечатанная на 3D-принтере, или любая другая головка блока цилиндров, если уж на то пошло, может получить повреждение из-за многократного нагрева и охлаждения с течением времени. Таким образом, независимо от того, как изготовлена голова, материал все равно расширяется и сжимается под воздействием тепла. Из-за этого термоциклирования под нагрузкой голова все еще может испытывать TMF.
Ограничения 3D-печати внутри конструкции двигателя
3D-принтер, который может сэкономить вам деньги на некоторых вещах, обычно использует металл в качестве предпочтительного материала для печати головки блока цилиндров. Однако и полимер, и металл регулярно используются для печати деталей, которые не подвергаются непосредственному сильному нагреву двигателя. Например, 3D-печать широко используется в автомобильной промышленности для изготовления различных компонентов, включая воздуховоды, кронштейны, крепления и многое другое. Именно здесь способность формовать детали и быстро их производить имеет большее значение, чем чрезвычайная термостойкость. Но это не значит, что 3D-печать нельзя использовать при разработке двигателей. Фактически, если бы у вас было 20 тысяч долларов и 3D-принтер, вы могли бы построить свой собственный Lamborghini.
Такие компоненты, как поршни, впускные коллекторы и даже детали турбокомпрессора, теперь производятся производителями с использованием 3D-печати. Это позволяет инженерам добавлять такие функции, как внутренние каналы охлаждения, что было бы непросто сделать при традиционном производстве. В некоторых случаях несколько деталей можно сгруппировать в одну деталь, что приводит к упрощению детали и экономии времени сборки.
