ДВГУПСЦентр аддитивных технологий
Колесо на подушке
0%
Подготовка
ДВГУПСАддитивные технологии
Начало 01 / 11
↑↓ или колесо — разделы · F — полный экранСвайп вверх / вниз — разделы
Тяни
ДВГУПС · Центр аддитивных технологий Патент на изобретение

Колесо на подушке

Железнодорожное колесо, которое печатают на 3D-принтере. Ячеистая структура внутри диска делает его упругим — без потери несущей способности.

Листайте
01 — Новый подход

Не отливать,а печатать

Традиционно
Стальной монолит

Колёса отливают из стали в специальных формах — в больших литейных цехах.

Технология ДВГУПС
Слой за слоем

Колесо создаётся на 3D-принтере наложением материала слой за слоем — принципиально новый подход к ходовым частям.

02 — Селективное лазерное плавление

Как печатаютметалл

Лазер слой за слоем сплавляет металлический порошок по цифровой модели — в камере с инертным газом.

  1. 1
    Слой порошкаРакель распределяет тонкий слой металлического порошка по платформе.
  2. 2
    Лазерное плавлениеЛазер обводит контур сечения и штрихует его — порошок сплавляется в монолит.
  3. 3
    Опускание платформыПлатформа опускается на толщину слоя — и цикл повторяется.
  4. 4
    ИзвлечениеГотовое колесо поднимают из порошка вместе с плитой построения.
03 — Структура

Полости в формедодекаэдров

Внутри диска — полости-двенадцатигранники. Грани соседних полостей образуют перемычки и складываются в сложную ячеистую структуру — «скелет» колеса.

12
граней
20
вершин
30
рёбер
04 — Эффект

Упругостьбез амортизаторов

01ОбрессоренностьКолесо само смягчает удары и вибрации — за счёт собственной структуры, а не внешних амортизаторов.
02Прочность сохраняетсяНесущая способность при этом не теряется.
03Облегчённые «соты»В малонагруженных зонах — меньше материала, нагрузка перераспределяется равномерно.
05 — Сравнение

Один удар — два ответа

Литое колесосплошной металл: удар проходит насквозь, колесо долго «звенит»
Колесо на подушкеячейки принимают удар и гасят колебания
литоена подушкеВибрация обода после удара на стыке · иллюстрация принципа
« Благодаря этой «ажурной броне» колесо обретает то, что раньше казалось невозможным для цельного металла, — упругость живого механизма. Мы назвали это «колесом на подушке».
Владимир БуровцевРектор ДВГУПС
06 — Что даёт технология

Четыре выгоды

01
Импортозамещение

Замещение импорта сложнейших запчастей.

02
Меньше капзатрат

Компактный принтер вместо больших по площади литейных цехов.

03
Дешевле логистика

Сокращение логистических издержек.

04
Меньше простоя

Сокращение времени простоя подвижного состава.

Тяните — вращать · клик по колесу — удар · двойной клик — вернуть видВращайте пальцем · тап по колесу — удар · двойной тап — вернуть вид
Расчёт МКЭколёсный центр 235-1250 мм · сталь 40ХФА · прямой путь
Нагрузка на колесо115 кН
Сталь 40ХФА — термообработка
0——
Напряжение в центре (99,9 %)
—
Запас по текучести
—
Пик в углах стенок
—
Усталость (оценка)
—
Прогиб под колесом
—
Масса центра (МЦХ)
—
Натура Ø1250 мм, 40ХФА: E 215 ГПа, ν 0,28, σ₋₁ 360 МПа (по файлу материала). Плоская МКЭ-модель, шаг 0,5 мм, 5,8 млн неизвестных; закрепление по отверстию ступицы. Нагрузка — допущение (по умолчанию ось 23,5 тс). Усталость — по Гудману, без коэффициентов поверхности и масштаба. Бандаж, натяг, пятно контакта и боковые силы не учтены.
07 — 3D-модель

Загляните внутрь

Включите «Сечение» — вертикальное или горизонтальное, — чтобы увидеть полости-додекаэдры внутри диска. Нажмите на колесо — волна нагрузки разойдётся по «сотам».

Сечение модели: видна ячеистая структура диска.

08 — Авторы разработки

Команда ДВГУПС

ЕК
Евгений КузьмичевДоцент кафедры «Техносферная безопасность»
ДН
Дмитрий НикитинДоцент кафедры «Транспорт железных дорог»
ЕД
Евгений ДроздовДоцент кафедры «Транспорт железных дорог»

«Аддитивные технологии дарят то, о чём мечтали поколения конструкторов: возможность проектировать внутреннюю структуру с рациональным распределением материала».

Евгений Кузьмичев
09 — Цифровое производство ДВГУПС

УППИ ДВГУПС

Учебно-производственный полигон инжиниринга ДВГУПС помогает бизнесу и промышленным предприятиям быстро получать инженерные решения — от цифровой модели до готового изделия.

3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеПрототипированиеЧПУ-фрезеровкаДетали под заказ
QR-код сообщества УППИ ВКонтакте
Подписывайтесь ВКонтакте
vk.ru/uppi_dvgups
+7 (965) 751-65-23Хабаровск, ул. Некрасова, 87, каб. 3450
Наведите камеру телефона на QR-код
Спасибо за
внимание
Патент на изобретение получен УППИ ВКонтакте: vk.ru/uppi_dvgups
Колесо на подушке✦ДВГУПС✦Аддитивные технологии✦Патент на изобретение✦УППИ — vk.ru/uppi_dvgups✦ Колесо на подушке✦ДВГУПС✦Аддитивные технологии✦Патент на изобретение✦УППИ — vk.ru/uppi_dvgups✦