Close

Designcase för additiv tillverkning av hydraulblock åt John Deere

Etteplan anlitades av John Deere Forestry för att omdesigna ett hydraulblock till en skogsmaskin för att på bästa möjliga sätt utnyttja de geometriska friheter som erbjuds av additiv tillverkning. Målen var minskat tryckbortfall, enklare montering, lättare vikt och minimerade produktionskostnader.   

Kompetensområde

Simuleringsdriven designmetod

 

För detta projekt satte Etteplan ihop ett team med experter på design och simulering för additiv tillverkning, CFD-beräkning (strömningsdynamik) samt finita elementanalyser (FEA). Designarbetet inleddes med att analysera det ursprungliga hydraulblockets prestanda och därefter ta fram idéer till nya koncept för blockets kanalkonstruktion.

 

Original-hydraulic-block-3D-printing_0.jpg
Det ursprungliga hydraulblocket

 

CFD-analyser gjorde det möjligt att jämföra olika konstruktioners prestanda genom att beräkna tryckbortfallet. Därefter valde teamet en ny kanalkonstruktion med bästa kombination av prestanda och printbarhet, som sedan finjusterades för att optimera båda egenskaperna. Därefter inleddes ett mer detaljerat designarbete för hela hydraulblocket, vilket följdes av hållfasthetsberäkningar baserade på finita elementmetoden. Designen optimerades därefter ytterligare för att förbättra dess hållfasthet och säkerställa att den klarar de kända belastningar som förekommer under drift. Genom att simulera printprocessen kunde man välja en optimal orientering på byggplattformen för att minimera risken för kollisioner med recoatern, kontrollera deformationsnivåerna under och efter tillverkning samt underlätta designen av stödstrukturer. 

Etteplan-workflow-additive-manufacturing_0.jpg
Etteplans simuleringsdrivna designflöde för additiv tillverkning ​​​​ 

 

Fördelar

Etteplan lyckades skapa ett nytt hydraulblock med 40 % minskat tryckbortfall och 60 % lägre vikt jämfört med en konventionellt tillverkad komponent. Dessutom optimerades kanalerna för ett snabbt hydrauloljeflöde i båda riktningar och för att skapa en självbärande konstruktion under printprocessen. Den nya mindre komponenten gör det dessutom lättare att plocka bort och montera tillbaka omgivande komponenter i samband med service.

Etteplan-harvester-hydraulic-block.jpg
Hydraulblock till en skogsmaskin designad för additiv tillverkning av Etteplans AMO-team åt John Deere Forestry

 

Framgångsfaktorer

Etteplans omdesignade hydraulblock uppfyllde alla mål som John Deere Forestry ställt upp. Den unika och effektiva kanalkonstruktionen identifierades genom nära samarbete mellan Etteplans experter på additiv tillverkning och simulering. 

Mer att läsa

Riskbedömningsverktyg höjde maskinsäkerheten till ny nivå på Metsä Board

Metsä Board är specialiserade på miljövänlig nyfiberkartong vars produkter främst används i livsmedels- och konsumentförpackningar. Företaget har länge satsat på cirkulära lösningar för att tillgodose kraven som ställs på kundernas framtida förpackningar, till exempel spårbarhet av förnybara råmaterial och återvinningsbarhet. Metsä Board är en del av Metsä Group och har totalt åtta kartongbruk, varav sju ligger i Finland och ett i Sverige.

Kundcase Hybridtillverkning: Rosendahl Nextrom

AMO-teamet hos Etteplan arbetar hårt för att visa våra kunder hur man drar största nytta av additiv tillverkning, samtidigt som vi alltid försöker hitta den bästa tillverkningsmetoden för varje design. Detta kundcase är ett bra exempel på hur ”hybridtillverkning”, dvs. en kombination av additiva och traditionella tillverkningstekniker, kan användas för effektiv produktion av en mycket krävande produkt.

En dentalrobot skapas för den digitala eran

Rayo 3DToothfill syftar till att förbättra livslängden för miljarder människor med prisvärd och högkvalitativ tandhälsa. Deras lösning ger de bästa resultaten med jämförbara kostnader för tandläkaren och för patienterna. För att se till att deras lösning är användbar i olika omgivningar är den enkel och lätt att använda. Det är därför de tar sömlös integration med befintlig utrustning på allvar.