Boîtier E-drive de l'imprimante 3D de Porsche!

Temps de lecture 5 Min.

Plus léger, plus rigide, plus compact: Porsche a produit pour la première fois le boîtier complet d'un entraînement électrique en utilisant l'impression 3D. Le moteur-engrenage fabriqué à l'aide du procédé de fusion laser additif a passé tous les tests de qualité et de charge sans aucun problème. «Nous avons ainsi démontré que la fabrication additive, avec tous ses avantages, convient également aux composants plus gros et très sollicités d'une voiture de sport électrique», déclare Falk Heilfort, responsable du projet de développement de la transmission anticipée au Porsche Development Center de Weissach. L'utilisation de l'entraînement électrique optimisé est envisageable, par exemple, dans une super voiture de sport avec de petites quantités.

Boîtier pour imprimante 3D Porsche E-drive

Avec le prototype, les ingénieurs de pré-développement ont réalisé plusieurs étapes de développement à la fois. Le boîtier en métal léger fabriqué de manière additive pèse moins qu'un composant moulé de manière classique et réduit le poids total de l'entraînement d'environ dix pour cent. Grâce à des structures spéciales qui ne sont possibles qu'avec l'impression 3D, la rigidité a doublé dans les zones fortement sollicitées. Autre avantage de la fabrication additive: de nombreuses fonctions et composants peuvent être intégrés, ce qui réduit considérablement l'effort d'assemblage et présente des avantages directs pour la qualité des composants.

L'impression 3D ouvre de nouvelles possibilités

L'impression 3D ouvre de nouvelles possibilités dans le développement et la production de composants en petites quantités. Porsche encourage intensivement l'utilisation de la fabrication additive pour optimiser les composants fortement sollicités. Il y a quelques mois, de nouveaux types de pistons imprimés au design innovant ont passé leur test pratique dans la voiture de sport haute performance 911 GT2 RS. Le boîtier qui a maintenant été développé pour un entraînement électrique complet répond également à des normes de qualité élevées. Le réducteur à deux étages aval est intégré dans le même boîtier que le moteur électrique. Cette approche hautement intégrée est conçue pour être utilisée sur l'essieu avant d'une voiture de sport.

E-drive avec le potentiel de la fabrication additive

"Notre objectif était de construire un entraînement électrique avec le potentiel de la fabrication additive. Dans le but d'intégrer autant de fonctions et de composants que possible dans le boîtier d'entraînement, d'économiser du poids et d'optimiser la structure«, Déclare Falk Heilfort. Aucun autre processus de fabrication n'offre autant d'options et une mise en œuvre aussi rapide que l'impression 3D. Sans étapes intermédiaires telles que la production d'outils, l'imprimante peut être alimentée directement avec les données de conception de l'ordinateur. Les composants sont ensuite créés couche par couche à partir d'un alliage d'aluminium en poudre. En conséquence, des conceptions telles que des boîtiers avec canaux de refroidissement intégrés sont possibles dans presque toutes les géométries. Chaque couche est fusionnée en elle-même et avec la précédente. Il existe un certain nombre de technologies différentes pour cela. Le boîtier d'entraînement a été créé en utilisant le procédé dit de fusion de métal au laser (LMF) à partir de poudre métallique de haute pureté. Un faisceau laser chauffe la surface de la poudre en fonction du contour de la pièce et la fait fondre.

Intégration de roulements, échangeurs de chaleur, alimentation en huile

L'optimisation de l'entraînement électrique a commencé par l'intégration structurelle des roulements, des échangeurs de chaleur et de l'alimentation en huile. Ceci a été suivi par la définition des charges et des interfaces calculées par ordinateur et la détermination résultante des chemins de charge. La prochaine étape de la méthodologie de développement virtuel consistait à optimiser les chemins de charge grâce à l'intégration de ce que l'on appelle des structures en treillis. Ces structures «à pans de bois» sont calquées sur la nature, comme la structure des os ou des plantes. «Nous avons pu étendre et améliorer nos solutions logicielles et la méthodologie de création de tels composants, et nous pouvons désormais implémenter les composants virtuellement en très peu de temps», déclare Sebastian Wachter, spécialiste de la méthodologie de construction et de l'optimisation de la topologie dans le pré-développement d'entraînement. En lien avec l'intelligence artificielle, il existe des approches intéressantes pour l'avenir en termes d'optimisation des méthodologies de développement.

Cependant, la liberté de création étendue de l'impression 3D est également associée à des exigences de conception particulières. Les ingénieurs doivent tenir compte du fait que les pièces sont créées couche par couche par fusion. Si cela se traduit par des surplombs plus grands dans la géométrie, des éléments de support - par exemple des nervures - peuvent devoir être planifiés, mais ils ne doivent pas faire saillie dans les canaux porteurs de support. Il est donc important de prendre en compte la direction dans laquelle le logement sera construit pendant la construction. Avec la technologie de la machine actuellement disponible, l'impression du premier prototype de boîtier a pris plusieurs jours. De plus, en raison de la taille du composant, l'impression a dû être réalisée en deux processus de construction. Avec la dernière génération de machines, il est possible de réduire ce temps de 90 pour cent et de fabriquer le boîtier complet en un seul processus de construction.

L'intégration des fonctions et l'optimisation de la topologie ont permis de réduire le poids des composants du boîtier d'environ 40%. Cela signifie une économie de poids d'environ dix pour cent pour l'ensemble de la transmission grâce à la construction légère. Dans le même temps, la rigidité a été considérablement augmentée. Malgré une épaisseur de paroi de seulement 1,5 millimètre sur l'ensemble, la rigidité entre la machine électrique et la transmission a augmenté de 100% grâce aux structures en treillis. La structure en nid d'abeille réduit l'oscillation des parois minces du boîtier et améliore ainsi considérablement l'acoustique de l'ensemble du variateur. En intégrant des composants, l'unité d'entraînement est devenue plus compacte, l'ensemble d'entraînement a été amélioré et le travail d'installation a été réduit d'environ 40 étapes de travail. Il en résulte un temps de production d'environ 20 minutes plus court. Un avantage supplémentaire: l'intégration de l'échangeur de chaleur du réducteur avec un transfert de chaleur optimisé améliore le refroidissement de l'ensemble de l'entraînement. Il s'agit d'une exigence de base pour de nouvelles augmentations de performances.

Le boîtier imprimé en 3D montre une fois de plus le potentiel de la fabrication additive pour Porsche dans le domaine de l'innovation produit. Un potentiel supplémentaire se présente dans les domaines de l'innovation de processus - développement agile et production flexible - et dans de nouveaux domaines d'activité tels que l'individualisation avec de nouvelles offres pour les clients et dans le domaine de la fabrication de pièces de rechange. Cette technologie de production est techniquement et économiquement intéressante pour Porsche, en particulier pour les séries spéciales et petites ainsi que pour le sport automobile.

Bien sûr, cela n'était pas encore arrivé!

tuningblog a en stock d'innombrables autres articles sur le thème de la voiture et de l'optimisation automatique. Voulez-vous les voir tous? Il suffit de cliquer ICI et regardez autour de vous. En partie, nous aimerions vous fournir des nouvelles, mais aussi des mises au point. Dans notre catégorie Conseils, produits, informations & Co Nous avons des critiques de fabricants de voitures ou d'accessoires, nouvelles Wiki Tuning Termes ou l'un ou l'autre Fuite Veröffentlicht. Suite à un extrait des derniers articles:

Enregistrer uniquement les jantes avec un rapport de résistance?

Évitez les dommages indirects: lorsque des pièces d'usure doivent être retirées!

Rénover le chauffage du pare-brise, est-ce possible?

Boîtier E-drive de l'imprimante 3D de Porsche!

"Tuningblog.eu" - nous vous tenons au courant sur le thème du réglage et du style de voiture avec notre magazine de réglage et vous présentons chaque jour les derniers véhicules réglés du monde entier. Il vaut mieux s'abonner au nôtre Fil d'actualité et sera automatiquement informé dès qu'il y a quelque chose de nouveau à propos de ce poste, et bien sûr aussi à toutes les autres contributions.