Bugatti ผลิต brake caliper ด้วยวิธี 3D Printing

ด้วยรถยนต์ Veyron และ Chiron super sports แบรนด์ Bugatti ได้สถาปนาตนเองในฐานะผู้บุกเบิกการพัฒนาด้านเทคนิคและนวัตกรรมใหม่ ๆ ในภาคอุตสาหกรรมยานยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูง เป็นครั้งแรกที่นักพัฒนายานยนต์ประสบความสำเร็จในการออกแบบ Bugatti brake caliper ที่สามารถผลิตได้โดย 3D Printing


วัสดุหลักที่ใช้ใน 3D Printing สำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ในปัจจุบันนั้นเป็นอลูมิเนียม ซึ่ง brake caliper ตัวใหม่นี้ทำจากไทเทเนียม ดังนั้นนี่คือชิ้นส่วนที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่ผลิตจากไทเทเนียมโดยใช้ 3D Printing และความสำเร็จครั้งใหม่ในการพัฒนา 3D printing นี้ ได้รับความร่วมมือจาก Laser Zentrum Nord แห่งฮัมบูร์ก ซึ่งเป็นสถาบันที่ก่อตั้งขึ้นและเป็นส่วนหนึ่งขององค์กรวิจัย Fraunhofer ตั้งแต่ต้นปี ด้วยการเปิดตัวครั้งนี้ของโลก Bugatti จึงมองหาการใช้งาน 3D Printing ภายใน Volkswagen Group และทดลองรถยนต์สำหรับการใช้ brake caliper วัสดุไททาเนียมด้วย 3D Printing ในครึ่งแรกของปี


ในปัจจุบัน Bugatti Chiron ใช้เบรกที่ทรงพลังที่สุดในโลก โดย brake caliper ที่ถูกพัฒนาใหม่ทั้งหมด ด้วยลูกสูบไทเทเนียม 8 ตัวที่ caliper ด้านหน้าของแต่ละอัน และอีก 6 อันที่ด้านหลังเป็น brake caliper ที่ใหญ่ที่สุดที่ติดตั้งอยู่บนยานพาหนะในปัจจุบัน brake caliper ของ Chiron ผลิตโดยใช้หลักการไบโอนิคบนพื้นฐานของรูปแบบธรรมชาติ งานที่ออกแบบใหม่ช่วยลดน้ำหนักให้ต่ำที่สุดในขณะที่มีความแข็งสูงสุด แรงบันดาลใจในการออกแบบและโหมดการทำงานของเบรคนั้นมาจากกีฬามอเตอร์สปอร์ต


ด้วย brake caliper ไทเทเนียมที่พัฒนาขึ้นใหม่จาก 3D Printing ทำให้ Bugatti กำลังก้าวไปอีกขั้นหนึ่ง ซึ่งโลหะผสมไทเทเนียม (Ti6AI4V) นี้ ส่วนมากจะใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เช่น ชิ้นส่วนช่วงล่างและชิ้นส่วนปีกที่มีความตึงเครียดสูงหรือในเครื่องยนต์อากาศยานและจรวด วัสดุนี้มีประสิทธิภาพสูงกว่าอลูมิเนียมอย่างมาก ตัวอย่างเช่นแม้จะเป็นชิ้นส่วนที่ 3D Printing แต่ก็มีความต้านทานแรงดึงที่ 1,250 N / mm2 ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้แรงได้มากกว่า 125 กิโลกรัมกับโลหะผสมไททาเนียมขนาด 1 มม. รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสโดยไม่เกิดการแตกร้าว ดังนั้น brake caliper แบบไททาเนียมใหม่ซึ่งมีความยาว 41 ซม. กว้าง 21 ซม. และสูง 13.6 ซม. น้ำหนักเพียง 2.9 กก. เมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นส่วนอลูมิเนียมที่ใช้อยู่ในปัจจุบันซึ่งมีน้ำหนัก 4.9 กก. Bugatti จึงสามารถลดน้ำหนักของ brake caliper ได้ประมาณ 40% ในขณะที่สามารถเพิ่มความมั่นใจในการใช้งานด้วยความแข็งแกร่งที่สูงขึ้น

3D printed brake caliper, Bugatti

วิธีการผลิตที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้สามารถทำ brake caliper ที่มีรูปทรงแบบนี้ได้ยากมากหรือเป็นไปไม่ได้เลย เนื่องจากวัสดุมีความแข็ง ตอนนี้ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขโดยใช้ 3D Printer ที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งเปิดโอกาสในการสร้างโครงสร้างชิ้นงานที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น และมีความแข็งแกร่งกว่าที่เป็นไปได้ในกระบวนการผลิตทั่วไป


Frank Götzke ได้จัดตั้งหน่วย selective laser melting (SLM) ที่ต้องใช้ในฮัมบูร์กที่ Laser Zentrum Nord

" Laser Zentrum Nord เป็นหนึ่งในสถาบันทางวิทยาศาสตร์หลายแห่งที่เราได้พัฒนาความร่วมมือที่ดีในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ” Götzkeอธิบาย “ ด้วยโครงการที่เสร็จสมบูรณ์จำนวนมากซึ่งส่วนใหญ่เป็นอุตสาหกรรมการบินทำให้สถาบันมีความรู้ที่ครอบคลุมโดยเฉพาะในด้านการแปรรูปไทเทเนียมและนำเสนอเทคโนโลยีที่ยิ่งใหญ่ " และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

นักวิทยาศาสตร์ด้านการผลิตฮัมบูร์ก ได้รับรางวัลนวัตกรรมระดับชาติและนานาชาติที่ได้รับการยอมรับอย่างสูงสำหรับการทำงานในอุตสาหกรรม

Frank Götzke , Head of Technical Development Bugatti

เวลาในการพัฒนา 3D-printed titanium brake caliper นั้นสั้นมาก จากแนวคิดแรกไปจนถึงชิ้นงานที่พิมพ์ครั้งแรกใช้เวลาประมาณสามเดือนเท่านั้น


3D Printer พิเศษที่ Laser Zentrum Nord ซึ่งเป็นเครื่องพิมพ์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่ใช้พิมพ์ไทเทเนียม


ในช่วงเริ่มต้นโครงการติดตั้งเครื่องเลเซอร์ 400 วัตต์ จำนวน 4 หัว ใช้เวลาในการพิมพ์ brake caliper ทั้งหมด 45 ชั่วโมง ในขั้นตอนนี้ผงไทเทเนียมถูกสะสมเป็นชั้น ๆ โดยแต่ละชั้นเลเซอร์สี่หัวจะทำการละลายผงไทเทเนียมเป็นรูปร่างที่กำหนดไว้ วัสดุจะเย็นลงทันที หลังจากเสร็จสิ้นชั้นตอนสุดท้ายผงไทเทเนียมที่เหลือจะถูกดูดออก และเก็บรักษาไว้เพื่อนำมาใช้ใหม่ สิ่งที่เหลืออยู่ในห้องนั้นคือ brake caliper ที่สมบูรณ์พร้อม Support Structures ซึ่งรักษารูปร่างของมันจนกว่าจะได้ heat treatment


การ Heat treatment ดำเนินการในเตาเผาที่อุณหภูมิเริ่มต้นที่ 700 ° C ลดลงถึง 100 ° C เพื่อขจัดความเครียดของวัสดุที่ตกค้าง ในที่สุด Support structures จะถูกลบออกและ ในขั้นตอนถัดไปพื้นผิวของชิ้นงานจะถูกทำให้เรียบในที่สุดรูปทรงของพื้นผิวที่ใช้งานได้เช่นพื้นผิวสัมผัสของลูกสูบหรือเกลียวจะถูกกลึงด้วยเครื่องกัดแบบห้าแกน ซึ่งใช้เวลาอีก 11ชั่วโมงเพื่อให้งานเสร็จสมบูรณ์ ผลที่ได้คือชิ้นส่วนที่มีรูปร่างประณีต และมีความหนาของผนังเพียง 1 มิลลิเมตร และหนาสูงสุด 4 มิลลิเมตร


“ มันเป็นช่วงเวลาที่มีความก้าวหน้าอย่างมากสำหรับทีมเมื่อเราถือ brake caliper ไทเทเนียมชิ้นแรกจาก 3D Printer ในมือของเรา ” Frank Götzke จำได้ “ ในแง่ของปริมาณนี่เป็นชิ้นงานการทำงานที่ใหญ่ที่สุดที่ผลิตจากไทเทเนียมโดยวิธีการ Additive manufacturing ทุกคนที่มองดูส่วนนั้นประหลาดใจกับความบรรเจิดของมัน - แม้จะมีขนาดใหญ่ ในทางเทคนิคนี่เป็น Caliper เบรคที่น่าประทับใจอย่างยิ่งและมันก็ดูดีด้วย ”


“ ในการพัฒนางาน 3D printing Bugatti เป็นผู้นำในกลุ่ม Volkswagen ” Götzke กล่าวเสริม “ ทุกคนสามารถและควรได้รับประโยชน์จากโครงการของเรา นี่เป็นส่วนหนึ่งของ Bugatti ในฐานะห้องปฏิบัติการกลุ่มสำหรับการใช้งานด้านเทคโนโลยีขั้นสูง


Caliper เบรคไทเทเนียม 3D print เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของงานวิจัยและพัฒนาในปัจจุบันของ Bugatti “ เราไม่เพียงแต่พัฒนาส่วนประกอบไทเทเนียมที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่ผลิตโดย Additive Manufacturing แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบอลูมิเนียมที่ยาวที่สุดจนถึงปัจจุบันโดย 3D Printing ” Götzkeอธิบายด้วยความภาคภูมิใจว่า " งานชิ้นนี้มีน้ำหนักเพียง 0.4 กิโลกรัมหรือครึ่งหนึ่งของน้ำหนักแผ่นอะลูมิเนียมน้ำหนักเบาทั่วไป โดยไม่ลดความแข็งแกร่งลง "





Tag : #SLM #SLM3dprinting #ชิ้นงาน3มิติ #AdditiveX

Related Post

News & Event

Technology Guide

Contact  Us

095-740-3441 ( Sale )

081-875-3630 ( Support )

Service@additivexthailand.com 

607/73-77  Soi Pradu 1, New Road, Bangklo, Bangkorlaem, Bangkok 10120 Thailand

Follow Us

  • Facebook
  • YouTube

Quick Link

Copyright © 2020, The Additive