Reimagining Piston Design with Additive Manufacturing: A HardMarque Case Study

技术

功能应用 - 制造执行系统 (MES)

适用行业

汽车
设备与机械

适用功能

产品研发

用例

添加剂制造
快速原型制作

挑战

HardMarque 是一家数字设计和制造工作室，面临着重新构想当前活塞设计流程的挑战。我们的目标是制造出一种不仅比当前版本更轻而且同样坚固的活塞。这是一个重大挑战，因为它需要在减轻重量和维持强度之间取得平衡，而这是汽车发动机性能和效率的关键因素。挑战还延伸到新设计与增材制造设备的集成，这一过程需要精度以及与所选材料钛的兼容性。

关于客户

HardMarque 是一家位于澳大利亚的数字设计和制造工作室。该公司致力于创建“未来工厂”，即增材制造设施，专注于准时生产和交付通过互联网订购的定制零件。 HardMarque 认为，这种类型的创新对于澳大利亚制造业的未来至关重要，有助于该国摆脱传统制造业的限制，打入新市场。该公司的总监 Nicholas Hardman 是一位长期 CAD 用户，他发现使用 SolidThinking Inspire 和 Evolve 进行概念生成和设计细化具有巨大价值。

解决方案

HardMarque 整合了利用solidThinking Inspire 和Evolve 进行概念开发和设计完善的流程。设计过程从现有活塞开始进行基准测试。活塞的测量结果用于在 Evolve 中创建初始设计空间。创建设计空间后，将模型导出到 Inspire 进行概念生成。活塞设计采用了精确的负载条件，考虑了膨胀燃烧气体产生的力和油压对气缸壁产生的侧向力。活塞的理想形状是根据这些负载情况生成的。然后将该形状导入 Evolve 中，以解释最终的活塞设计，该设计是使用钛增材制造技术制造的。

运营影响

The use of solidThinking Inspire and Evolve in the design process resulted in a successful redesign of the piston that met the challenge requirements. The new piston design was not only lighter but also maintained the strength of the original design. The organic shapes created in Inspire were perfectly suited for additive manufacturing, facilitating easy export and integration with the manufacturing equipment. The successful completion of this project has led to increased efficiency in HardMarque's workflow. The company is now working on a second version of the piston that will be even lighter, with a target weight of 250g. This project has also paved the way for further testing and commercialization of the pistons in HardMarque’s 'Future Factory'.

数量效益

Development of a new piston design that is 23.5% lighter than the original design.
The final design weighed 289g, compared to the 378g original.
Easy export and integration with additive manufacturing equipment.