Проекты

Разработка и конструирование двигателя внутреннего сгорания с использованием 3D-принтера

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Машиностроение, транспорт» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Конструирование
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1538
Предметы: Физика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Традиционное производство из металлов очень расточительно. Например, в авиапромышленности до 90 % материалов уходит в отходы. Выход продукции в некоторых отраслях составляет не более 30 % от использованного материала.
3D-печать металлами потребляет меньше энергии и сокращает количество отходов до минимума. Кроме того, готовое 3D-изделие может быть до 60 % легче по сравнению с фрезерованной или литой деталью. Одна лишь авиационная промышленность сэкономит деньги на топливе за счёт снижения массы конструкции.

Цель

Изготовление двигателя внутреннего сгорания и проверка его работоспособности.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

- Сканер RangeVision Specrtum.

- 3D-принтер Fromlabs form 3L.

- Металлический порошок для 3D-печати Sintratec TPE.

- 3D-принтер Ultrabase Pro.

- Микрометр BSide.

Описание

Двигатель разрабатывался следующим образом:
- создавались чертежи деталей двигателя в программе Autodesk;
- создавались чертежи в программе SolidWorks для печати шестерни и корпуса воздушного фильтра на 3D-принтере;
- сканировался рычаг регулировки оборотов при помощи сканера RangeVision Specrtum;
- производилась печать рычага регулировки оборотов;
- выполнялась сборка деталей;
- проверялась работоспособность двигателя.

Результаты работы/выводы

На основании проведённого исследования и анализа существующих аналогов разработан двигатель внутреннего сгорания, который обладает основными характеристиками (объёмом двигателя, ёмкостью топливного бака, расходом топлива, системой запуска, расположением вала) и отличается от представленных моделей малой массой (на 1 кг меньше по сравнению с похожими моделями) и способом изготовления деталей (напечатаны на 3D-принтере).

Перспективы использования результатов работы

Работа может быть продолжена усовершенствованием двигателя внутреннего сгорания печатью крышки картера для уменьшения его массы и установкой двигателя на мотоблок.

Награды / достижения

  • XXVIII Открытая московская инженерная конференция школьников «ПОТЕНЦИАЛ» – диплом III степени
  • Юные техники и инженеры 2020» – победитель

Мнение автора

«На мой взгляд, 3D-моделирование только начинает набирать популярность среди разных промышленных компаний, потому что такие детали намного легче по сравнению с литьём и фрезеровкой. Поэтому школьникам стоит изучать 3D-моделирование, ведь за ним будущее!

За два года в Инженерном классе я получил только положительные эмоции и знания. Желаю процветания и развития этому проекту! Я был очень рад представить работу на научно-практической конференции «Инженеры будущего». Такие конференции дают возможность рассказать о своих идеях, показать то, что получается делать. Это возможность получить от экспертов замечания, комментарии, предложения по улучшению. Очень интересно увидеть работы других.

В этом году не было возможности увидеть очно, интересно будет познакомиться с работами школьников на сайте конференции. Обязательно буду участвовать ещё в этой конференции»