Designcase för additiv tillverkning av hydraulblock åt John Deere

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.

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 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.

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.