A Biroworks Mérnöki Iroda Kft. Budapest és Pest megye vezető 3D nyomtatással foglalkozó vállalkozása, amely az ipari 3D szkennelés, CAD-tervezés és 3D nyomtatás területén kínál megoldásokat ügyfeleinek. Az autószerelők és járműfelújítással foglalkozó szakemberek számára ismerős kihívás lehet az öregedő alkatrészek beszerzése. Egy ilyen tipikus példa a Volkswagen Golf 2-es modelljének gázkarja, amelyet már nem gyártanak tömegesen. Szerencsére a modern technológiáknak köszönhetően ezek az alkatrészek újra előállíthatók, ráadásul pontosan az eredeti méretek szerint.
A gázkar digitalizálása: 3D szkennelés
A projekt első lépéseként a gázkar pontos geometriai méreteit kellett digitalizálnunk. A gázkar viszonylag bonyolult geometriája, pontosabban nehezen mérhető ívei és a kritikus helyen elhelyezkedő, pontos furatai miatt döntöttünk a 3D szkennelés mellett. Egy gyors, nem teljes részletességű szkennelést végeztünk, amely segített a befoglaló méretek gyors és pontos visszamodellezésében.
A szkenneléshez a RevoPOP 3 infravörös szkennert használtuk, amely költséghatékony és gyors megoldást nyújtott. Az alkalmazott szkenner különösen alkalmas volt a projekt során elvárt pontosságra.
A 3D szkennelés folyamata a következőket foglalta magába:
A minta rögzítése és pozícionálása a szkennerhez. Megjegyzés: a minta részben ragasztott volt, ami némi kihívást jelentett a szkennelés során.
A szkennelés elvégzése és a digitális modell feldolgozása. Az állomány javítása során eltávolítottuk az esetleges hibákat és egyenletes felületet hoztunk létre.
Az eredmény egy nagy pontosságú digitális modell lett (STL formátum), amely a gázkar teljes geometriai információját tartalmazta.
Visszamodellezés: CAD tervezés
A 3D szkennelt adatból kiindulva elkészítettük a gázkar CAD-modelljét több lépésben, hogy megfeleljen az ügyfél igényeinek és a gyártási követelményeknek.
Első lépésként egy egyszerű, primitív prototípust készítettünk, amelynek segítségével a kritikus méreteket, például az íveket és a furatok pozícióját pontosan összehasonlíthattuk az eredeti alkatrésszel. Ehhez Creality Hyper PLA alapanyagot használtunk, amely gyorsan nyomtatható és kiválóan alkalmas prototípusok készítésére. Ez a prototípus lehetővé tette, hogy a gázkart fel is próbáljuk a karburátorra, biztosítva annak illeszkedését.
A következő lépésben egy pontosabb, részleteiben kidolgozott darabot készítettünk, amelyen finomítottuk a bowden horony kialakítását és a rögzítési pontokat.
Ezt a darabot szintén Creality Hyper PLA-ból nyomtattuk, és bemutattuk az ügyfélnek, aki további visszajelzéseket adott a véglegesítéshez.
Mivel a gázkart 3D nyomtatással terveztük előállítani, az eredeti alkatrésztől eltérően vastagabb kivitelben modelleztük, hogy megerősítsük annak szerkezetét. Ugyanakkor az alapvető geometriai méreteket megtartottuk az eredeti funkcionalitás érdekében.
Az ügyfél kérésére további módosításokat hajtottunk végre a modellen:
Pontosítottuk a furatok méretét a feszesebb illesztés érdekében.
Az eredeti alkatrészen látható törési vonalnál megerősítést adtunk hozzá egy plusz bordázattal, hogy növeljük az alkatrész tartósságát.
Ezekkel a lépésekkel elkészült a végleges CAD-modell, amely készen állt a 3D nyomtatásra.
A gázkar legyártása: 3D nyomtatás
A végleges CAD-modell alapján elkészítettük a gázkart 3D nyomtatással, figyelembe véve az ügyfél által megadott három fő követelményt: jó hőállóságot, mechanikai tulajdonságokat és vegyszerállóságot. Az anyagválasztás során a Fiberlogy PA12-CF15 kompozit anyag mellett döntöttünk, amelyet a nejlon és annak kompozit változatai közül választottunk. Ezek az anyagok az autóiparban széles körben használtak, és több motortéri alkatrészt is gyárilag ezekből készítenek, mivel:
175 °C körüli hőállósággal rendelkezik, kiváló mechanikai tulajdonságokat biztosít, és rendkívül ellenálló a hidraulikai olajokkal, üzemanyagokkal és zsírokkal szemben.
Az FDM technológiát választottuk a kivitelezésre, mivel költséghatékony és kompatibilis az anyagválasztással. A nyomtatási paraméterek a következők voltak:
Rétegmagasság: 0,2 mm,
Fúvóka átmérő: 0,4 mm,
Kitöltési arány: 100%.
A nyomtatás után eltávolítottuk a támasztékokat és sorjáztuk a darabot, hogy esztétikai és funkcionális szempontból is megfelelő legyen. A szénszálkompozit anyag egyedi felületi megjelenést biztosított, amely hatékonyan rejtette el a rétegvonalakat.
Az eredmény
A végeredmény egy rendkívül tartós és esztétikus gázkar lett, amely teljes mértékben megfelelt az ügyfél által támasztott követelményeknek. A választott Fiberlogy PA12-CF15 anyag kiváló hőállóságot, mechanikai stabilitást és vegyszerállóságot biztosított, ami elengedhetetlen volt a motortérben való alkalmazáshoz. A pontos gyártási technológia és az ügyfél visszajelzései alapján végrehajtott módosítások eredményeként egy olyan alkatrészt hoztunk létre, amely nemcsak funkcionálisan, de megjelenésében is felülmúlta az eredeti darabot.
Összegzés
Ez a projekt egyértelmű példája annak, hogy a 3D szkennelés, visszamodellezés és 3D nyomtatás kombinációja miként kínálhat hatékony megoldást az autóipar számára. Az egyedi anyagválasztás és a gondosan megtervezett gyártási folyamat révén sikerült egy tartós és megbízható alkatrészt létrehoznunk. Ha Önnek is hasonló kihívásai vannak a régi vagy egyedi alkatrészek gyártása terén, lépjen kapcsolatba velünk! Kérjen ajánlatot ipari 3D szkennelési, tervezési és nyomtatási szolgáltatásainkra Budapesten és Magyarország területén, és segítünk megvalósítani elképzeléseit!
