Porsche z 3D tiskárny? Aspoň částečně.

Díky 3D tisku má nová devětsetjedenáctka od Porsche o 30 HP víc. Asi jim nestačilo to, co má „starej“ motor v té 911 GT2 RS – nuzných 691 HP neboli 515 kW (pro srovnání, motorů ze stodvácy byste na stejný výkon museli vzít 14, z favouše ve vytuněné úpravě Sprint75 by jich stačilo 9 🙂 ). No ale zpátky na zem, hádejte, díky čemu se jim to podařilo: Nové skořepinové sedačky? Lehčí vidlička ve spojce? Náhrada osoustružených dvojpáček a šlapátek? Vedle jak ta jedle. Rozklikněte si a čtete dál, kde se ti koníci vzali!

Když jsem tu před dvěma lety psal o opravě stíhačky pomocí 3D tiskárny, tak to někteří brali jako zajímavou kuriozitku, co jsem si taky moh vymyslet, kdybych se dostatečně zhulákal. Teď jsem si ještě ani nenalil a už mám další velmi zajímavé použití: u Porsche si nechají na 3D tiskárně tisknout písty! Jako fakt, písty, to, co v motoru lítá nahoru a dolu 7000x za minutu a pokaždý u toho bouchne benzín. Blbost, ne?

Nicméně, je to opravdu tak. Nejde totiž o běžnou 3D tiskárnu na doma co je výrobci sekaj jak Pepa cvičky a netisknou to z PLA co jde do vrtule jen to vytáhnete na slunko. Tisknou to technologií „Laser Metal Fusion“ neboli zapékání kovového prášku pomocí laseru:
Základní princip 3D tisku z prášku pomocí laseru je ten, že se na podložku sypne tenká vrstva prášku, kterou laser speče na správných místech¹ dohromady. Pak se přidá další vrstva prášku, zase to laser speče a tak dál, až to vyroste do celkově potřebné výšky. Pak se zapečený objekt vyndá a očistí od zbylého prášku².
Tiskárny na laserové zapékání plastového prášku laserem jsou už docela běžné (i když ne na doma, ceny v korunách jsou tak sedmimístné a výš), se zapékáním kovu už se také nějakou dobu pracuje, ale obvykle to je spíš na prototypy k ověření vlastností před sériovou výrobou pomocí odlévání do dost drahých forem. Takto vytištěný objekt je jednak v kusových počtech levnější, ale co je důležité právě tady je to, že je strukturálně pevný v podstatě tak, jako kdyby byl odlitý nebo opracovaný z masivu, ale na rozdíl od odlévání nebo obrábění máme mnohem volnější ruce v návrhu tvaru a leccos by se standardním výrobním procesem prostě technicky vůbec nedalo vyrobit. Základní trik je v tom, že nespečený prášek při tisku zůstává pořád na místě, aniž by v dalším postupu nějak vadil. Ba naopak, může pomoct jako podpora ve vyšších vrstvách pro části přesahující ve výsledku do volného prostoru. Je tedy možné jednak vytisknout v podstatě cokoli libovolně košatého. Dále taky na rozdíl od zmíněného odlévání nebo opracovávání to snadno může být duté nebo vyplněné velmi složitou vnitřní strukturou. A to přesně udělali u Porsche, resp. u jejich dodavatelů Mahle³ a Trumpf⁴: navrhli takový nový tvar a strukturu pístu, který by nedokázali odlít, ale na takovéto práškové tiskárně to udělat šlo. Vytištěný píst samozřejmě prošel následně stejným procesem jako odlévaný – opracování, měření, testování atd. Nicméně, díky šikovnému návrhu modelu dosáhli úspory hmotnosti pístu o 10%, což podle firemních materiálů „umožnilo snížit teplotu, zefektivnit spalování, zvýšit otáčky a zvýšit tak výkon o 30 koní“ přičemž zároveň prý i snížili spotřebu⁵.

Co říct na závěr? Je to samozřejmě pěkný úspěch mladých sportovců! Pro sériovou produkci to sice ještě není (tisk 1200 vrstev, na které je válec „naslajsovaný“, trvá 12 hodin a do mašiny se jich vejde 5, přičemž motor téhle 911 je šestihrnek), no ale i tak se mi to jeví jako další dost dobré použití 3D tisku.

PS: Ty skořepinové sedačky i vidličky ve spojce teda tisknou taky, ale to je dnes už běžné použití 3D tisku pro dva typické účely: Sedačky tím odlehčili a můžou je snadno upravovat na míru, a ty vidličky jsou do starých modelů Porsche 952, kterých vyrobili jen 292 a tedy se jim nevyplatí držet pro ně sklad všech náhradních dílů a formy na výrobu dalších, až ty ve skladu dojdou. Levnější je v případě potřeby ten dílek prostě vytisknout.

Odkazy:
https://www.thedrive.com/tech/34775/porsche-found-a-way-to-3d-print-lightweight-pistons-that-add-even-more-horsepower
https://3dprintingindustry.com/news/porsche-partners-with-mahle-and-trumpf-to-3d-print-pistons-for-its-911-supercar-173852/

Poznámky:

1. Právě tam, kde by vám vaše tiskárna ze struny naslintala v dané vrstvě filament.
2. Nespotřebovaný prášek se použije znovu, takže spotřeba materiálu je skutečně jen to, co je potřeba na tištěný objekt.
3. Mahle je německý dodavatel komponent pro automobilový průmysl. https://www.mahle.com/en/news-and-press/press-releases/mahle-produces-high-performance-aluminum-pistons-using-3d-printing-for-the-first-time-76416
4. Trumpf je německý výrobce nástrojů a dnes i 3D tiskáren. https://www.trumpf.com/en_INT/products/machines-systems/additive-production-systems/
5. To by mě jako majitele asi moc nepálilo, ale docela by mě zajímalo, kam ty koně na autě dají. Jeden je ve znaku vepředu, další na volantu, 4 asi na kolech a jeden bude jistě na klíčkách. Kde je ale těch 684 zbylých a kam chtějí dát těch 30 dalších???