Дизайнеры аэрокосмических компонентов используют все возможности, чтобы сэкономить вес. Потому что нигде больше каждый грамм веса не оказывает такого прямого влияния на характеристики самолета и на стоимость топлива. Вот почему каждый компонент, независимо от его размера, встроен в самолет и на него.
Подшипники качения от Franke могут показать здесь свои преимущества. Производитель производит их из закаленной стали. Практически во всех материалах они обеспечивают необходимую жесткость и точность подшипника. Проволочный роликовый подшипник несет основную нагрузку и поглощает усилия со всех сторон. Существует множество вариантов с точки зрения профиля проволоки, скоса, диаметра шарика и материала, чтобы приспособить подшипник к соответствующему применению.
Картинная галерея
Картинная галерея с 6 картинками
3D печать дает возможность свободного дизайна
Окружающая конструкция, в которую встроен проволочный роликовый подшипник, может быть спроектирована очень свободно. Franke предлагает корпуса из очень легких материалов, таких как алюминий, пластик и карбон. Вместе с небольшим пространством для установки проволочных роликовых подшипников получаются компактные и легкие компоненты.
Однако часто существуют ограничения при определении геометрии детали. Не все, что хорошо выглядит на экране CAD, может быть реализовано. Потому что существуют как производственные ограничения, например, в механической обработке, так и экономические ограничения, особенно в изготовлении пресс-форм для заготовок из углепластика.
Это где 3D печать вступает в игру. Это позволяет конструкции, форма и внутренняя структура которых могут быть свободно спроектированы. Многослойная структура деталей позволяет создавать сложные и очень тонкие сотовые структуры, которые делают компонент легким и стабильным.
Не нужны инструменты или формы
Еще одним преимуществом технологии является ее быстрая доступность. Для запуска принтера достаточно файла CAD. Вскоре после этого детали доступны для дальнейшей обработки. Никаких инструментов или форм не требуется. Это также характеризует процесс производства прототипа. Для прототипов, изготовленных из пластика и углерода (CFRP), затраты на пресс-формы и инструменты возникают немедленно, тогда как в процессе 3D-печати производство деталей может начаться немедленно.
Совет: Встреча пользователей облегченной конструкции На встрече пользователей легкой конструкции, которая состоится в Вюрцбурге с 4 по 5 декабря 2018 года, участники смогут узнать больше о легких материалах, конструкциях и производстве. В этом году основное внимание будет уделено оптимизации топологии, аддитивному производству и композиционным материалам.
Дополнительная информация: встреча пользователей для облегченной конструкции
расходы
Когда стоит использовать 3D-печать?
Для Franke потенциальное применение для проволочного роликового подшипника с окружающими деталями от 3D-принтера фактически пришло из авиации. Оборудование спасательного вертолета искало хранилище для кровати пациента внутри вертолета. Кровать должна быть повернута, чтобы облегчить погрузку и разгрузку пациента. Здесь специальный подшипник имеет низкий вес и нечувствительность к колебаниям температуры и вибрациям.
Дополнительная информация о возможностях 3D-печати
В 3D-печати объекты строятся слоями из отдельных частиц, что открывает новые возможности для строительства. Толщина стенок может быть изменена и адаптирована к соответствующим применениям; характер материала может варьироваться в пределах заготовки. Прежде всего, ячеистая структура внутри заготовок делает их легкими без ущерба для прочности.
Если использование различных материалов для ограждающей конструкции с сопоставимыми диаметрами подшипников уже приводит к значительной экономии веса, результат еще больше улучшается благодаря использованию корпусных колец с 3D-печатью.
При одинаковом диаметре подшипника и установке сопоставимого проволочного роликового подшипника в кольцах корпуса экономия веса при использовании пластика составляет около 70% по сравнению с обычным стальным подшипником; Легкий подшипник с 3D-печатью почти на 90% легче.
Технические требования к складу высоки:
- Диван поворачивается вручную, поэтому он должен вращаться легко и равномерно.
- Вес всего агрегата: 46 кг, вес поворотного кольца должен быть макс. 800 г лжи.
- Подшипник должен быть упругим, то есть он должен выдерживать удары, вибрации и большие колебания температуры окружающей среды во время полета.
КНИГА СОВЕТА В книге «Аддитивное производство» описаны основы и практические методы использования аддитивного производства в промышленности. Книга предназначена для дизайнеров и разработчиков, чтобы поддержать успешное внедрение аддитивных процессов в своих компаниях.
Легкое поворотное кольцо для вертолетов
Поворотное кольцо из алюминия не могло быть и речи. Требуемый размер составляет около 1250 г веса и поэтому был слишком тяжелым для этого применения. Затем клиенту был представлен образец склада с 3D-принтером. Расчеты показали, что 3D-печатный склад будет весить всего 700 г. Заказчик согласился протестировать прототип, и отдел разработки Franke приступил к работе. Совместно с компанией, специализирующейся на 3D-печати, была разработана геометрия склада и реализована печать.
После завершения проектирования и передачи данных, детали были в доме три дня спустя и могли быть оснащены подходящим проволочным роликовым подшипником. Обширные испытания в лаборатории Franke подтвердили ожидания. Несмотря на небольшой вес, поворотное кольцо, выполненное в 3D-печати, имеет такую же грузоподъемность, что и обычное поворотное кольцо из алюминия.
Еще более легкие склады благодаря программному обеспечению оптимизации топологии
Используя современные программы проектирования и анализы FEM, эксперты Franke теперь могут установить правильные параметры на этапе разработки. Например, с помощью программного обеспечения для оптимизации топологии вес можно многократно уменьшить, а жесткость компонентов можно увидеть. В реальных условиях нагрузки можно сравнивать возникающие напряжения и смещения и оптимизировать опорную конструкцию. Franke удалось уменьшить вес 3D-печатного подшипника еще на 10% и увеличить жесткость на 70%.
Помимо аэрокосмической техники, существует множество применений, в которых могут использоваться легкие подшипники 3D-печати Franke. Везде, где малый вес важен, или необходимо снизить расход энергии. Целевые секторы - автомобилестроение или медицинские технологии. Роботы MRK, которые являются небольшими и легкими для человека, также могут извлечь выгоду из 3D-печатных подшипников. (Ш)
Книга «Практическое руководство по проектированию привода» помогает в выборе основных компонентов систем электропривода: двигателя, коробки передач, привода, сетевого питания и их дополнительных компонентов. Расчет также ведется интенсивно.