3D-geprinte Hittestrijdende Inlaatmanifolds Geven Motorfietsen Competitief Voordeel

Andrea Pirazzini, oprichter van Help3D, heeft Formlabs 3D-printers benut om een aangepaste inlaatmanifold voor zijn pitbike te maken, die deeltneemt aan de 12 Pollici Italian Cup.

In de zoektocht naar een perfect lineaire vermogenskromme, gebruikte Pirazzini vloeistofdynamische simulaties om de manifold-geometrie te verfijnen, wat de noodzaak voor reductieflenzen elimineerde die lokale drukdalen kunnen creëren.

Door 3D-printen te adoptieren, kon hij meerdere ontwerpen tegen minimale kosten itereren, ze de volgende dag evalueren, en een prestatievoordeel op de circuit behalen. Teamgenoot Elia Marescutti won het 2021-kampioenschap op een fiets uitgerust met een 3D-geprinte manifold.

De winnende 2021 S1 Over-kampioensmotorfiets had een aangepaste manifold geprint op de Form 3.

Reverse Engineering Van De Manifold Om Prestaties Te Optimaliseren

Sinds 2012 gebruikt Pirazzini 3D-printen voor kleine functionele onderdelen op zijn motorfietsen. Hij aarzelde om grotere, hittestijgende componenten aan te pakken tot Rigid 10K Resin beschikbaar werd.

Na een grondige specificatiereview, besloot hij de traditionele aluminiumbewerking van inlaatmanifolds te challengen. Eerdere pogingen met FDM faalden door lekkage die de carburaterwerking en motoroutput verstoorde.

Hij begon met 3D-scannen van de pitbike's vier-takt, twee-klep motor en het omringende frame en carburateur. De data voedde Autodesk Fusion 360, wat nauwkeurige dimensionering en positionering van de manifold mogelijk maakte om botsingen met frame of uitlaat te voorkomen.

Met CAD, lijn Pirazzini de cilinderkop-inlaatdiameter af op de carburateur, wat stappen elimineerde die drukdalen of turbulente kunnen veroorzaken. Hij ontwierp ook inlaattrumpets en kanalen.

3D-scannen Voor Reverse Engineering, Restauratie En Metrologie

3D-scannen en print-workflows ondersteunen replicatie, restauratie, reverse engineering en metrologie. Download ons whitepaper of bekijk onze webinar om te leren hoe u deze technologieën in uw ontwerpproces kunt integreren.

Verschillende versies van de inlaatmanifold, geprint op de Form 3, worden hieronder getoond.

toen de kampioensregels de vermogensuitgang beperkten, modeleerde Pirazzini een manifold die de pk beperkte zonder lineariteit op te offeren. Een testbank stelde hem in staat om het optimale ontwerp voor elke motorconfiguratie te identificeren.

Het resultaat was een uitgeleverde leveringskromme bij hogere toeren, met ongeveer 1 pk (≈10%) meer vermogen dan een conventioneel gefreesde manifold, terwijl binnen de kampioensregels gebleven werd.

Rigid 10K Resin Gebruiken Om Hittestijgende Objecten Te Printen

De finale manifold werd geproduceerd op de Form 3 met Rigid 10K Resin bij een laagdikte van 100 micron, wat een glad oppervlak opleverde zonder zichtbare laaglijnen. Pirazzini werkte het onderdeel af met watergebaseerd schuurpapier, een gangbare praktijk voor SLA-prints die inherent waterdicht zijn.

Vraag Een Gratis Monsteronderdeel Aan

Rigid 10K Resin is het stiffste materiaal in Formlabs' engineering-portfolio. Vraag een gratis monsteronderdeel aan en ervaar Formlabs-kwaliteit uit eerste hand.

De printtijd varieerde van twee uur tot twee uur en vijftien minuten, afhankelijk van dikte en grootte. Elk onderdeel kostte tussen €10 en €12. Pirazzini kon tot zeven verschillende manifold-varianten 's nachts printen, en ze de volgende dag testen.

Andrea Pirazzini, oprichter van Help3D

"In de wereld van 3D-printen is PreForm het simpelste en overall best-presterende programma dat ik ooit heb gebruikt."

Twee versies van inlaatmanifolds zijn klaar om naar de printer te sturen via PreForm.

In PreForm kunnen gebruikers handmatig onderdelen oriënteren of de software auto-oriëntatie laten doen. Pirazzini vond auto-oriëntatie waardevol omdat het supportstructuren minimaliseert, die toegevoegd of verwijderd kunnen worden naar behoefte. De software waarschuwt de gebruiker als kritische supports ontbreken.

Andrea Pirazzini, oprichter van Help3D

"Een heel fijn ding aan de Form 3 is dat de grootte van de support in contact met de print minuscuul is, wat heel weinig residu achterlaat om te verwijderen."

De Resultaten

Pirazzini's Form 3-geprinte manifold weerstelt extreme temperaturen en blijft op zijn pitbike gemonteerd. Thermische imaging onthulde dat de Rigid 10K hars-manifold met koelvinnen 40-50 °C koeler werkte dan een standaard aluminium-manifold.

Na een 20-25 minuten race bij een omgevingstemperatuur van ongeveer 33 °C, kon de geprintte manifold zonder ongemak aangeraakt worden, wat de superieure warmtebeheersing demonstreert.

Toekomstige Projecten

Het succes van de inlaatmanifold is slechts het begin. Pirazzini plannet Rigid 10K hars te gebruiken voor klepakkers op twee-taktmotoren, klepdekels, reductieflenzen voor cilinderkoppeling, en elk ander luchtdicht component.