Additiv tillverkning av lättviktslösningar för elektrifierade drivlinor

Typ
Examensarbete på kandidatnivå
Program
Publicerad
2022
Författare
Kristensson, Amanda
Torsson, Alexandra
Larsson, Pontus
Kylin, Jacob
Rezae, Rasul
Ekberg, Oskar
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
Till syfte att undersöka möjligheterna att tillämpa additiv tillverkning (AM) på elektrifierade drivlinor för viktsbesparing av komponenterna, genomfördes en teoretisk undersökning i form av en litteraturstudie. Projektet fokuserade på de framtida möjligheter samt riskerna associerade med tekniken. Arbetet påbörjades med att undersöka befintliga AM-metoder som använder metaller. Genom att studera möjligheterna, för- och nackdelarna samt begränsningarna för dessa tekniker valdes de tekniker som var relevanta för arbetet. De tekniker som ansågs vara relevanta utifrån studierna var DED, EB-PBF och L-PBF (både SLM och SLS). I samband med detta analyserades även ett flertal material relevanta för de valda tillverkningsmetoderna och metoder för att framställa materialet. Vidare fortsatte arbetet genom att undersöka den elektrifierade drivlinan för att hitta komponenter som med fördel hade kunnat tillverkas genom en AM-metod. Fokuset här låg på att utifrån komponenterna i drivlinan och dess funktioner besluta för varje komponent ifall den var en kandidat för demonstrator i arbetet. Resultatet av studierna visade att det finns möjligheter att använda AM för komponenterna i en drivlina, främst för viktreducering. Fördelen med AM jämfört med de traditionella metoderna är den stora designfriheten som den erbjuder. Genom att tillämpa topologi optimering (TO) eller cellulära strukturer (CL) som till exempel honeycomb-struktur kan vikten på en komponent reduceras avsevärt. Detta i sin tur kan påverka räckvidden för bilen vilket gör att det finns potential för användning av AM. För att bekräfta resultaten av studierna bestämdes det att tillverka en demonstrator. Komponenten i den elektrifierade drivlinan detta beslutades att visa på var fälgarna på bilen, dels eftersom det är fyra fälgar vilket gör viktbesparningen större men också eftersom fälgen är så kallad ofjädrad vikt på bilen. Genom att minska den ofjädrade vikten på en bil blir andra komponenter omkring i drivlinan mindre belastade och dessa i sin tur kan då göras lättare. En fälg designades med cellulära honeycomb strukturen i dess ekrar med Autodesk Inventor vilket gav en viktbesparing på 25 % i hela fälgen. För att skapa ett djupare förståelse inom gruppen om processen för tillverkning med AM och visa att de cellulära strukturen för viktreducering är tillämpbara, printades en del av ekern i fälgen som designades under arbetets gång. Detta gjordes mot slutet av arbetet i Materiallabbet på Chalmers tekniska högskola.
Beskrivning
Ämne/nyckelord
Citation
Arkitekt (konstruktör)
Geografisk plats
Byggnad (typ)
Byggår
Modelltyp
Skala
Teknik / material