Izrada kućišta cilindra eksperimentalnog motora hlađenog rahladnom tekućinom aditivnom proizvodnjom

diplomski rad (sveučilišni)

diplomski rad (sveučilišni)

Izrada kućišta cilindra eksperimentalnog motora hlađenog rahladnom tekućinom aditivnom proizvodnjom

Vrsta ocjenski radovi
Tip diplomski rad (sveučilišni)
Godina 2024
Status obranjeno

Sažetak

Aditivna proizvodnja počela se razvijati 80-ih godina prošlog stoljeća. U samim početcima nije bila orijentirana na masovnu proizvodnju nego je odgovarala na potrebe kupaca. Aditivna proizvodnja bavi se izradom tvorevina slaganjem materijala sloj po sloj. Proizvodni proces započinje konstruiranjem trodimenzionalnog CAD modela koji se pretvara u niz vodoravnih poprečnih presjeka koji se tako ispisuju na 3D pisačima do konačnog proizvoda. Moguće je izrađivati keramičke, metalne i polimerne proizvode, a postoji više vrsta postupaka aditivne proizvodnje. Materijali koji se primjenjuju mogu biti keramika, metali, polimeri i kompoziti, a u ovom radu naglasak je na poliamidima ojačanim ugljičnim vlaknima. Jedna od najčešćih primjena aditivne tehnologije je u automobilskoj industriji upravo zato što je primjenom kompozitnih materijala moguće postići puno bolja svojstva u uvjetima povišenih temperatura koje se razvijaju u motorima. U eksperimentalnom dijelu ovog rada opisana je primjena poliamida ojačanih ugljičnim vlaknima za izradu modela kućišta cilindra eksperimentalnog motora Hatz 1D81 postupkom taložnog očvršćivanja. Eksperimentalni motor Hatz 1D81 prerađen je u svrhe istraživanja procesa izgaranja. S obzirom na visoke temperature koje se razvijaju pri njegovom radu, cilindar u kojem su smješteni klipovi zagrijava se te ga je potrebno hladiti. Klasično kućište cilindra izrađeno je od sivog lijeva i hladi se zrakom. Cilj eksperimentalnog dijela ovog rada bilo je zamijeniti metalno kućište cilindra motora koji je hlađen zrakom i zamijeniti ga polimernim kućištem koje se hladi rashladnom tekućinom, a načinjeno je postupkom aditivne proizvodnje. Za izradu izabran je postupak taložnog očvršćivanja na 3D pisaču Makerbot Method X Carbon Fiber Edition. Zbog razvijanja visokih temperatura na unutarnjim stijenkama cilindra (~ 180 °C) za izradu je izabran poliamid ojačan ugljičnim česticama. Za početak je izrađen prototip modela kućišta cilindra od ABS materijala. Zatim je uslijedio Vicat postupak za određivanje temperature omekšavanja poliamida ojačanih ugljičnim česticama, PA6 te PA12. U konačnici su izrađena dva modela kućišta cilindra eksperimentalnog motora od navedenih poliamida.

Ključne riječi

aditivna proizvodnja; automobilska industrija; kućište cilindra hlađeno rashladnom tekućinom; poliamid ojačan ugljičnim vlaknima; taložno očvršćivanje – FDM