OTOMOTİV / PARÇA KONSOLİDASYONU
Czinger Vehicles, fren kaliperi, süspansiyon taşıyıcısı ve hidrolik akış yollarını tek bir topoloji optimize edilmiş metal yapıda birleştiren BrakeNode sistemini 21C Spyder ile üretime taşıdı. Şirketin açıkladığı değerlere göre yeni mimari geleneksel bir fren-süspansiyon grubuna kıyasla yaylanmayan kütleyi azaltıyor, rijitliği artırıyor ve durma mesafesinde yüzde 15’e varan iyileşme sağlayabiliyor. Rakamlar üretici iddiası olsa da BrakeNode, otomotivde katmanlı imalatın en güçlü kullanım gerekçesini açık biçimde gösteriyor: parçayı kopyalamak değil, sistemi yeniden tasarlamak.
Üç ayrı işlev, tek üretim yapısı
Geleneksel bir teker köşesinde fren kaliperi, süspansiyon upright’ı veya taşıyıcısı ve fren hidroliği hatları farklı parçalar olarak tasarlanır. Bu bileşenler cıvatalar, bağlantı yüzeyleri, sızdırmazlık elemanları ve dış borularla bir araya gelir. Her bağlantı ilave kütle, tolerans zinciri, montaj süresi ve potansiyel arıza noktası demektir.
BrakeNode bu sınırları kaldırarak kaliperi, taşıyıcıyı ve hidrolik kanalları tek bir additif yapıda topluyor. İç kanallar sayesinde dışarıda dolaşan fren hatlarının bir bölümü ortadan kalkarken, yük taşıyan boşluklu kesitler yalnızca ihtiyaç duyulan bölgelerde malzeme bırakıyor. VoxelMatters’ın aktardığı teknik verilere göre parçanın malzemesinin yüzde 37’ye kadar olan bölümü içi boş fakat yük taşıyan geometrilerden oluşuyor.
Z301 alaşımı ve 500 bar basınç testi
Czinger, BrakeNode’u şirket içinde geliştirilen Z301 alüminyum alaşımdan katmanlı imalatla üretiyor. Yapı, fren devresinin hidrolik basıncını kendi gövdesindeki kanallardan taşıdığı için sızdırmazlık ve yorulma performansı kritik. Şirket parçanın 500 bar basınçta test edildiğini; bunun normal sürüşte görülen seviyenin yaklaşık sekiz katı olduğunu açıklıyor.
Ön frenlerde Formula 1 uygulamalarından türetilen titanyum pistonlar kullanılıyor. Czinger’a göre bu pistonlar paslanmaz çelik seçeneğine kıyasla fren sıvısının yaklaşık yüzde 15 daha serin kalmasına yardımcı oluyor. Arka tarafta ise ağırlığı sınırlamak amacıyla alüminyum pistonlar tercih edilmiş. Sistem, önde 410 milimetre, arkada 390 milimetre karbon-seramik disklerle çalışıyor.
Yaylanmayan kütledeki küçük fark neden büyük?
Fren, jant, lastik ve taşıyıcı gibi süspansiyon yaylarının altında kalan bileşenler “yaylanmayan kütle” olarak değerlendirilir. Bu kütlenin azaltılması tekerleğin yol yüzeyini daha hızlı takip etmesine, süspansiyonun daha kontrollü çalışmasına ve direksiyon tepkilerinin iyileşmesine yardımcı olabilir. Bu nedenle birkaç kilogramlık tasarruf, aracın toplam kütlesindeki aynı miktardan daha değerli olabilir.
Czinger, standart bir yapıyla karşılaştırıldığında yaylanmayan kütle ve rijitlik açısından yüzde 30’a varan avantajdan söz ediyor. 21C’nin önceki süspansiyon taşıyıcısı zaten katmanlı imalatla hafifletilmiş olduğu için Spyder üzerindeki ilave tasarruf daha sınırlı: Ars Technica, yeni sistemin önceki çözüme göre toplam 2,7 kilogram daha hafif olduğunu aktarıyor. Şirket ayrıca durma mesafesinde yüzde 15’e varan iyileşme iddia ediyor; bu performans değerlerinin bağımsız bir karşılaştırma testiyle değil üretici açıklamasıyla sunulduğunu not etmek gerekiyor.
Servis edilebilirlik tasarımın dışında bırakılmadı
Tek parçada konsolidasyonun sık sorulan sorusu, bakım gerektiğinde bütün grubun değişip değişmeyeceği. Czinger bu riski azaltmak için fren balatalarının üstten çıkarılabildiği, disklerin yana yatırılarak sökülebildiği ve alt bölümde sıvı boşaltma tapasının bulunduğu bir düzen kurdu. Şirket, rutin fren servisinde kaliperin hidrolik devreden ayrılmasına gerek kalmadığını belirtiyor.
BrakeNode, yalnızca 30 adet üretileceği açıklanan 1.250 beygirlik 21C Spyder’da standart olarak sunulacak. Sistem 21C HDF ve VMax varyantlarında opsiyon olarak seçilebilecek; mevcut 21C sahipleri için de sonradan montaj seçeneği planlanıyor. Böylece 2023 Goodwood Festival of Speed’de erken bir örneği gösterilen teknoloji, bir konseptten müşteri aracına taşınmış oluyor.
BrakeNode tek başına bir parça değil, üretim sistemi göstergesi
Czinger’a göre 21C Spyder’ın yaklaşık yüzde 23’ü kardeş şirket Divergent Technologies’in katmanlı imalat süreçleriyle üretiliyor. MegaNode adı verilen başka bir yapı; direksiyon kremayeri, elektrik motoru yuvaları, ön süspansiyon bağlantıları ve çarpışma yapısının işlevlerini konsolide ediyor. Süspansiyon kolları, direksiyon kutusu gövdesi ve topoloji optimize edilmiş şanzıman kasası da aynı üretim yaklaşımının parçaları.
Bu ölçekteki bir hiper otomobil, tek başına yüksek hacimli seri üretimin kanıtı sayılmaz. Ancak düşük adetli ve yüksek performanslı bir platform, tasarım kurallarının, üretim parametrelerinin ve servis senaryolarının gerçek müşteri kullanımında doğrulanması için önemli bir ara basamak oluşturuyor. Otomotiv üreticileri açısından asıl soru, BrakeNode geometrisinin başka bir araca kopyalanması değil; benzer parça konsolidasyonunun daha yüksek adetlerde maliyet, kalite ve çevrim süresi açısından ne zaman avantaj sağlayacağı.
Additive Turkey yorumu
BrakeNode’un değeri, “3D baskılı fren kaliperi” başlığından daha geniş. Katmanlı imalatın ekonomik ve teknik üstünlüğü, geleneksel üretimin zorunlu kıldığı parça sınırlarını ortadan kaldırabildiğinde ortaya çıkıyor. Daha az bağlantı elemanı, daha kısa tolerans zinciri, gövde içine alınmış akış kanalları ve yük yoluna göre şekillenen geometri aynı anda kullanıldığında AM, bir üretim yönteminden sistem mimarisi aracına dönüşüyor.
Görsel kredisi: Czinger Vehicles.