Razvoj, izdelava in testiranje proporcionalnega potnega ventila, izdelanega s 3D-tiskanjem kovin in z uporabo topološke optimizacije
Jan Bartolj, dipl. inž., dr. Ana Trajkovski, univ. dipl. inž., oba Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo; mag. Anže Čelik, univ. dipl. inž., Poclain Hydraulics, d. o. o., Žiri; doc. dr. Franc Majdič, univ. dipl. inž., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
Izvleček:
V zadnjih letih so se v proizvodnjah začele uporabljati dodajalne tehnologije tudi kot orodja za izdelavo večjih serij. Z uporabo različnih materialov lahko dosežemo najrazličnejše oblike končnih izdelkov, tudi take, ki jih z drugimi postopki ne bi mogli izdelati. S tem, ko se je začel vse bolj razvijati in uporabljati tisk kovinskih materialov, se lahko upravičeno sprašujemo, kako se taki izdelki primerjajo s tistimi, ki so izdelani s konvencionalnimi postopki, kot sta tlačno litje in rezkanje.
Že zelo zgodaj so se v kovinskih materialih začeli tiskati tudi izdelki za uporabo na najrazličnejših področjih hidravlike. Zaradi narave izdelovalnega postopka in zmožnosti izdelave kompleksnih notranjih oblik lahko hidravličnim komponentam vidno izboljšamo karakteristike. Ena izmed teh je tudi masa izdelka, pri kateri najhitreje opazimo prostor za izboljšavo, saj se ponudi veliko možnosti za optimizacijo geometrije.
V našem primeru smo pri izdelavi ventila odstranili kar dve tretjini začetne mase, ki jo ima ventil, izdelan z rezkanjem. Poleg tega smo mu lahko izboljšali tudi pretočne karakteristike zaradi kompleksne notranje geometrije. Vse to smo lahko dosegli z uporabo sodobnih orodij za numerične analize, simulacije in optimizacije.
Ključne besede:
3D-tisk kovin, hidravlika, dodajalne tehnologije, optimizacija, numerične analize, topološka optimizacija