액티브한 공기 역학, 기능 통합 및 매력적인 설계 - 3D 프린팅을 사용하여 다목적 최적화

• What was needed: An active rear spoiler system
• Manufacturing method: Selective laser sintering with laser sintering powder
• Requirements: Complex component, low coefficients of friction, low weight, reduced design time and costs
• Material: iglidur I3
• Industry: Automotive
• Success through collaboration: Great time savings, reduced costs, highly complex component structure can be produced in one piece

The application at a glance:
The "WING3D" concept from the OptiAMix research project is a rear spoiler system that uses 3D printing to achieve active aerodynamics. One of the problems with rear spoilers manufactured with conventional methods is that there was no way of integrating hydraulics into the mount. The interplay of various materials, such as aluminium and tribologically optimised iglidur plastic, provides the system with an innovative functionality for adjusting the spoiler while increasing abrasion resistance.
 

iglidur I3로 제작된 특수한 플레인 베어링으로 마찰이 적고 유지보수가 필요 없는 작동이 가능합니다 (저작권: EDAG Engineering GmbH)

문제

EDAG 그룹의 OptiAMix 연구 프로젝트는 이구스 GmbH와 함께 차량의 상황 별 주행 역학을 기반으로 위치를 변경하는 조정 가능한 리어 스포일러를 구축하는 것을 목표로 했습니다. 액티브 스포일러 조정에는 마찰 계수가 낮은 내마모성 구성품이 필요합니다. 통합 유압장치를 위한 충분한 공간을 확보하려면 견고한 재질이 필요했습니다. 기존의 제조 공정에서는 이러한 구성 요소의 계획 및 생산에 너무 많은 시간과 비용이 소요되기 때문에, 특수한 경량 구성 요소의 구현은 거의 실현 가능하지 않았습니다.

솔루션 제시

하지만 3D 프린팅을 사용하면, 각 부품을 설계하고 인쇄할 수 있으므로 완벽하게 기능적이고 시각적으로도 훌륭합니다. 동시에 다양한 재료를 사용할 수 있으므로, 맞춤형 경량 구성품 인쇄가 가능합니다. 마찰학적으로 최적화된 이구스 폴리머 iglidur I3를 사용하면, 리어 윙 시스템을 일반 플라스틱보다 훨씬 적은 마찰과 유지보수로 작동할 수 있습니다. 고성능 폴리머는 기존 레이저 소결 재질 대비 최대 30 배의 내마모성을 가지며, 스포일러를 조정하는데 완벽한 재료입니다. 밀링이나 사출 성형과 같은 생산 방식과 달리 3D 프린팅을 통해 부품의 복잡한 내부를 쉽고 빠르게 한 번에 구현할 수 있었습니다.

3D 프린팅 플레인 베어링 사용으로 유지보수가 필요 없음

리어 스포일러 시스템에는 3D 프린팅 플레인 베어링이 사용되었습니다. 이 절차의 가장 큰 장점은 매우 복잡한 구성 요소를 빠르게 프린팅할 수 있다는 점입니다. 이는 기존 제조 공정에서는 쉽게 실현할 수 없었을 것입니다. 특별한 모양과 복잡한 내부는 적층 가공으로 단 하나의 부품으로 생산될 수 있습니다. 덕분에 비용을 줄이고 생산을 효율적으로 만듭니다. 액티브 스포일러 시스템에서는 낮은 마찰 조정이 가능한 것이 중요합니다. igus GmbH에서는 3D 프린팅을 사용하여 특수 인쇄를 위해 개발된 폴리머를 내마모성과 낮은 마찰을 유지하는 플레인 베어링으로 변환합니다. 자가 윤활 부품은 유지보수가 필요 없으며 능동적인 스포일러 조정에 이상적입니다.

iglidur I3의 플레인 베어링을 사용하면 주행시 마찰로 인한 마모가 문제가 되지 않습니다.

모든 기능을 갖춘 높은 설계 요구 조건

스포일러와 통합 유압 장치를 위해 바이오닉 알루미늄 마운트가 제조되었습니다. 이는 피스톤 운동으로 최대 90 bar의 오일 압력을 달성하며, 6°-42°까지의 각도 조절이 가능합니다. 위치 및 각도 감지 센서용 전기 케이블이 마운트에 설치되어 스포일러가 주행 상황에 따라 능동적으로 조정될 수 있습니다. 브레이크 기능도 제공되며, 마운트의 LED 브레이크 라이트로 보완됩니다. 마찰을 줄이기 위해 3D 프린팅 플레인 베어링도 사용되었습니다. 적층 제조가 사용된 모든 구성품은 기능이나 미학을 손상시키지 않고 다른 구성품에 정확하게 적용됩니다 - 이는 3D 프린팅을 새로운 레벨의 설계로 전환하는 형태와 기능의 상호작용 입니다.

3D 프린팅으로 매력적인 디자인과 고성능 실현이 가능합니다. (저작권: EDAG Engineering GmbH)

iglidur I3 재질로 손상없이 작동하는 액티브 시스템

iglidur I3는 특히 레이저 소결을 위해 개발되었으며, 내마모성은 기존 레이저 소결 재료 대비 최대 30 배입니다. 폴리머에 통합된 고체 윤활제는 부품의 슬라이딩 특성을 최적화하여 다양한 어플리케이션에서 특히 긴 사용 수명을 보장합니다. iglidur I3는 액티브 시스템에 형태와 기능을 결합하는데 필요한 완벽한 고성능 폴리머를 제공합니다. 적층 제조의 자가 윤활 부품은 스포일러의 베어링 포인트에서 마찰이 적고 유지보수가 필요 없는 조정을 보장합니다. 이는 다른 플라스틱으로는 대체 불가능한 내구성을 제공합니다.

iglidur I3 SLS 파우더