In de afgelopen jaren, met de voortdurende doorbraak van additive manufacturing-technologie, wordt 3D-printtechnologie steeds meer gebruikt op het gebied van industriële productie voor het ontwikkelen en testen van componenten. Enige tijd geleden implementeerde Siemens topologie-optimalisatie voor race-gaspedalen.
Additief vervaardigde gaspedaalonderdelen
De prestaties van het race-gaspedaal dat is ontworpen en afgedrukt door middel van lichtgewicht topologie-optimalisatie, is verbeterd, wat de algehele prestaties van de raceauto verbetert; de impact op het milieu wordt verminderd door optimalisatie van digitale simulatie en additive manufacturing-technologie; kostenbesparingen (materiaalkosten, personeelskosten, opslagkosten) ). De specifieke geoptimaliseerde prestaties van dit pedaal zijn als volgt:
• Combineren van de originele 4 onderdelen in 1 geïntegreerd onderdeel
• Elimineer fabricageprocessen voor plaatwerk
• Elimineer het lasproces
• Gebruik aluminium in plaats van staal
• 62 procent lichter
Ontwerp ideeën
Ten eerste, topologie-optimalisatie - door meerdere onderdelen in één model te combineren. Door vier onderdelen in één te combineren, waardoor het fabricageproces van plaatwerk dat voorheen voor alle vier de componenten en lasprocedures werd gebruikt, wordt geëlimineerd, worden arbeidskosten voor de montage, productcomplexiteit en voorraadkosten bespaard.
Ten tweede, lichtgewicht ontwerp - van het originele staalmateriaal tot aluminiummateriaal. Ervan uitgaande dat wordt voldaan aan de mechanische eigenschappen van de onderdelen en aan de behoeften van het hele voertuig, wordt het contragewicht verminderd.
De drie iteraties van de versneller in verschillende staten van optimalisatie
De case study leverde drie verschillende modellen op die vervolgens werden geoptimaliseerd door Solid Edge-verkooppartner ISAP als voorbeelden van generatief ontwerp. Eén model toont de beginfase van een AM-onderdeel; dit weegt bijna hetzelfde als het oorspronkelijke plaatwerk. De tweede versie toont een onderdeel dat nog steeds een hoge veiligheidsfactor heeft en gedeeltelijk is geoptimaliseerd voor topologie. Hij weegt 373 g, een gewichtsvermindering van ongeveer 14 procent. De derde versie is volledig geoptimaliseerd en weegt slechts 164 g, een gewichtsbesparing van 62 procent, maar is nog steeds een duurzame oplossing voor het gaspedaal van een raceauto.