Jeszcze parę lat temu wydawało się, że branża automotive nie skorzysta na pojawieniu się drukarek 3D. Filamenty były zbyt słabe i drogie, by móc stosować je w samochodach, które przez kilka godzin dziennie poddawane są bardzo dużym obciążeniom statycznym i dynamicznym. Na szczęście fenomen druku 3D wciąż zaskakuje, a zalety jego stosowania zaczynają dostrzegać nawet najbardziej zatwardziali laicy.

Innowacyjne filamenty

Technologia druku 3D rozwija się bardzo dynamicznie, a drukowanie elementów z włókna węglowego oraz wytrzymałych stopów metali stało się faktem. Bardzo duże szanse wiąże z tym niemiecki producent supersamochodów – Porsche. W marcu tego roku do sportowych maszyn zostały wprowadzone siedzenia, których środkowa część jest drukowana przy pomocy specjalnej technologii. Umożliwia to klientom marki dokładne dopasowanie miękkości fotela do swoich preferencji.

“Siedzenie jest interfejsem, który łączy człowieka z maszyną i toteż tak ważne jest dla precyzyjnego i sportowego prowadzenia go. Dlatego właśnie obicie siedzenia dopasowane do kierowcy od dawna jest standardem w samochodach wyścigowych” uważa Michael Steiner, członek zarządu Porsche.

Coraz większa precyzja i wytrzymałość drukowanych części

Niemiecki producent nie kończy na drukowaniu siedzeń – w najnowszym modelu 911 GT2 RS pojawią się tłoki wydrukowane w 3D. Mają być o 10% lżejsze i jednocześnie wytrzymalsze od kutych odpowiedników.

Tłok Porsche 911 GT2 RS

“Dzięki nowszym, lżejszym tłokom możemy zwiększyć prędkość obrotową silnika, zmniejszyć ich temperaturę pod obciążeniem oraz zoptymalizować spalanie paliwa. To umożliwia nam wyciśnięcie nawet do 30 koni mechanicznych dodatkowej mocy z 690-konnego silnika biturbo, jednocześnie zwiększając jego wydajność” – podkreśla Frank Ickinger, inżynier Porsche.

Innowacyjne tłoki powstały w ramach partnerstwa z firmami MAHLE oraz TRUMPF. Osiągnięcie takiego rezultatu było możliwe dzięki precyzyjnemu dodaniu materiału w miejscach tłoka najbardziej narażonych na obciążenia. Dodatkowo został on wyposażony w specjalny kanał chłodzący, którego stworzenie tradycyjnymi metodami produkcji byłoby niemożliwe. Warto też wspomnieć o kolejnej prototypowej części, czyli dodatkowej chłodnicy powietrza dolotowego. Znajduje się ona pomiędzy tradycyjnym intercoolerem a turbiną. Taki układ pozwala zoptymalizować przepływ powietrza i jednocześnie zwiększyć powierzchnię transferu cieplnego. W wyniku tego zabiegu można uzyskać jeszcze większą moc silnika i zarazem zmniejszyć zużycie paliwa.

Nie tylko Porsche drukuje swoje części

Projekt Chaos to jeden z najświeższych i najciekawszych współczesnych hypersamochodów. Spyros Panopoulos, bo tak brzmi jego pełna nazwa, będzie pierwszym greckim sportowym „hypercarem”. Ta bestia jeszcze nie miała swojej premiery, ale już wiadomo, że będzie nieziemsko szybka. Największą ciekawostką w tym pojeździe jest silnik o mocy, bagatela, 2000 lub 3000 koni mechanicznych. Podobnie jak w przypadku Porsche, jego tłoki oraz korbowody też będą drukowane w 3D. Inny będzie natomiast materiał zastosowany do ich produkcji. Uwagę przykuwa technologia samego druku – „anadiaplasi”.

Tłok i korbowód wydrukowany w technologii anadiaplasi

Jej struktura przypomina swoim kształtem polewę czekoladową. Poza ciekawym wyglądem, anadiaplasi pozwala zmniejszyć masę danej części poprzez aplikowanie materiału tylko w miejscach, które wymagają tego najbardziej. W zależności od wybranego wariantu, tłoki zostaną wyprodukowane z tytanu lub z ceramiki. Umożliwi to osiągnięcie niespotykanej wcześniej prędkości obrotowej silnika samochodu wynoszącej nawet 12 000 obrotów na minutę. Nie będą to jedyne wydrukowane elementy. Wykonane w technologii 3D zostaną też koła, hamulce oraz wydech.

Najpierw rakieta drukowana w 3D, a teraz supesamochód

Najciekawsze zostawiamy na koniec. Jakiś czas temu wspominaliśmy o rakietach, które są w całości drukowane w technologii 3D, a teraz przyszedł czas na całe auto. Jest nim Czinger 21C, czyli pojazd z hybrydowym silnikiem o mocy 1250 koni mechanicznych przy masie wynoszącej 1200kg. Ma to pozwolić samochodowi rozpędzić się do setki w 1,9 sekundy. Zdecydowana większość pojazdu, w tym elementy strukturalne mają zostać wydrukowane. Aby zrealizować tak fenomenalne cele, firma musiała opracować własną technologię druku.

Jak podkreśla Kevin Czinger, założyciel firmy Czinger – “Zaczynamy od zera. Dostępne komercyjnie drukarki 3D oraz materiały do nich nie sprawdzają się przy produkcji supersamochodów. Stopy są zbyt kruche, nie są stworzone do takich zastosowań, a do stworzenia struktury pojazdu musisz na nowo wymyślić materiały oraz stworzyć maszynę zaprojektowaną do drukowania nimi”.

Według Czingera opracowanie i wydrukowanie samochodu w technologii 3D jest szybsze, wydajniejsze i tańsze. Jest to szczególnie ważne dla startupu, który ma limitowane środki i ograniczone okienko, by zaistnieć wśród fanów motoryzacji.