A Sandia National Labs é um laboratório de ciências financiado pelo Departamento de Energia Norte Americano. Dentre uma ampla gama de outros projetos, eles estão encarregados de contribuir com um corpo de pesquisa para melhorar a eficiência dos motores de combustão interna. Para apoiar esta missão, a equipe produz simulações físicas de diferentes cenários de fluxo de óleo diesel. Conforme a equipe da Sandia expande os limites do design, eles se deparam com as restrições físicas de fabricação. A fim de produzir geometrias internas exclusivas que resultam em um fluxo ideal, eles contam com terceiros para uma combinação de sinterização a laser e usinagem CNC. Embora a parte resultante seja funcional, pode levar semanas ou meses para obter a parte final. E essa parte pode custar dezenas de milhares de dólares.
A plataforma Markforged ajuda a Sandia a produzir a geometria complexa de que precisam para desenvolver motores de última geração. Também ajuda a Sandia a evitar fornecedores terceirizados caros e demorados. A equipe simplificou drasticamente o fluxo de trabalho: projetar, imprimir e pós-processar com um CNC interno. Embora Sandia já tivesse pesquisado impressoras de sinterização a laser, a Markforged foi a primeira solução capaz de imprimir metal internamente, em conformidade com seus requisitos de Saúde e Segurança Ambiental (EHS). Essa nova capacidade significa prazos de entrega mais baixos e mais iterações de alta qualidade – um grande benefício para os experimentos que afetam as muitas verticais que dependem de motores de combustão interna.
Sandia imprimiu este adaptador do injetor de combustível diesel em aço inoxidável 17-4 PH para testar os parâmetros estabelecidos pela Engine Combustion Network (ECN). ECN é um consórcio de laboratórios e líderes da indústria com foco na pesquisa que melhora a eficiência dos motores de combustão interna. O adaptador possui uma configuração de bico spray “D”, o que ajudará Sandia a contribuir para um conjunto de dados de pesquisa ECN. A complexa geometria interna requer técnicas não tradicionais para obter linhas de fluxo internas. O que antes precisava de equipamentos especializados e caros, agora é fabricado em uma impressora Markforged. Depois de concluído, as superfícies críticas e recursos de acoplamento são ajustados em uma fresadora CNC. Sandia agora está trabalhando na quantificação de vários impactos imediatos de desempenho nos testes.
Este fluxo de trabalho tem se mostrado promissor o suficiente para que a equipe da Sandia agora esteja investigando a viabilidade de imprimir mais componentes de alto impacto usando outros materiais Markforged, como válvulas de alta temperatura e bicos no Inconel 625 impresso em 3D, junto com outros componentes de fixação essenciais para o conceito.
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