Bisnis.com, JAKARTA - Bugatti, merek mobil mewah asal Prancis memperluas kepemimpinan teknologinya dengan pengembangan komponen cetak 3D yang sangat akurat yang digunakan untuk membuat Bugatti Bolide.
Bayangkan komponen ultra-ringan sekuat kolom beton bertulang. Kini pun dimungkinkan berkat teknologi Bugatti. Pushrod cetak 3D yang baru dikembangkan - batang kopling bermuatan tekanan di area sasis - beratnya hanya 100 gram dan dapat mengirimkan gaya hingga 3,5 ton.
Struktur titanium berongga dengan lengkungan pendukung internal ini memberikan kekuatan luar biasa dan merupakan terobosan teknik lain dari keahlian Bugatti.
Proyek ini dipimpin Henrik Hoppe, mahasiswa doktoral di departemen Teknologi Baru di Bugatti, yang telah mengembangkan bahan logam inovatif dan proses manufaktur sejak 2017. Dia menulis tesis masternya tentang metodologi penghitungan untuk kaliper rem titanium cetak 3D, yang 43 persen lebih ringan dari komponen produksi Chiron2 yang telah dioptimalkan dengan bobot tinggi, dan sama kaku.
“Melalui proses yang dikenal sebagai peleburan laser selektif, umumnya dikenal sebagai pencetakan 3D, komponen ultrakompleks baru, berlubang, yang dibuat kaku dari dalam dapat diproduksi dengan sangat ringan namun sangat kaku dan kuat. Kami mengambil manfaat ini untuk meningkatkan jumlah komponen di mobil hyper sport kami,” jelas Hoppe.
Dalam tesis doktoralnya, insinyur industri melangkah lebih jauh. Hoppe merintis sistem baru, karena biaya dan waktu yang intensif dengan siklus lengkap rantai proses manufaktur, dari konsep hingga pengiriman. Hoppe menggunakan sistem ini untuk mengidentifikasi potensi komersial dan teknologi dari komponen logam cetak 3D fungsional untuk pembuatan otomotif, dan dapat meningkatkan potensi ini dengan penargetan yang diterapkan pada bagian tertentu. Sebelumnya, komponen jenis ini terutama digunakan di sektor dirgantara.
Baca Juga
Struktur Kompleks Mirip tulang
Bugatti secara rutin menggunakan teknologi pencetakan 3D inovatif ini untuk menyempurnakan komponen dengan struktur tiga dimensi yang kompleks. Pabrikan mewah Prancis menerapkan prinsip-prinsip dari bidang bionik untuk memberi komponen cetakan struktur seperti tulang: menampilkan dinding tipis, interior berongga, dan percabangan halus.
Dan inilah tepatnya bagaimana komponen mendapatkan kekokohan yang luar biasa meskipun berbobot rendah - dengan ketebalan dinding hingga hanya 0,4 milimeter. “Kami akan terus mengurangi bobot mobil sekaligus meningkatkan fitur inovatifnya di setiap area yang memungkinkan,” jelas Henrik Hoppe.
Dari konsepsi hingga produksi hingga pemasangan di kendaraan, insinyur merancang dan merencanakan langkah-langkah individu dan melakukan semua perhitungan. Ini juga termasuk evaluasi kelayakan komersial untuk produksi komponen.
“Meskipun Bugatti menuntut standar kualitas tertinggi dalam hal material, proses manufaktur, dan komponen, mereka harus layak secara komersial,” tambahnya.
Memimpin Pencetakan 3D
Bugatti adalah pemimpin teknologi di bidang pencetakan 3D logam. Sejak Chiron mulai diproduksi, mobil sport hiper tersebut telah dilengkapi dengan komponen fungsional cetak 3D logam produksi seri pertama di industri: konsol pompa bertekanan tinggi pembawa air kecil di samping reservoir cairan transmisi.
Pada 2018, komponen titanium cetak 3D terbesar di dunia, kaliper rem titanium, dihadirkan oleh Bugatti. Ini diikuti oleh perakitan fungsional hibrida terbesar di dunia yang terbuat dari titanium cetak 3D dan karbon melingkar. “Komponen ini sangat ringan, kuat dan tahan lama, dan karenanya sangat cocok untuk digunakan pada kendaraan produksi,” kata Frank Götzke, Kepala Teknologi Baru di Bugatti.
Bahan dan proses manufaktur baru sekarang digunakan di pembawa teknologi Bugatti Bolide1, yang merayakan penayangan perdana dunianya pada akhir Oktober 2020. Sebagai kendaraan eksperimental dalam bentuk mobil balap, Bolide bukanlah mobil pertunjukan. Ini adalah ekstrak tanpa kompromi siap jalan dari keahlian teknologi lengkap Bugatti.
"Penggemar Bugatti juga akan menemukan teknologi mutakhir ini di kendaraan lain di masa mendatang,” kata Frank Gotzke.
Sama seperti turbofan yang biasanya digunakan di motorsport, Bugatti telah menemukan cara untuk memasukkan kompresor radial pada roda tempa magnesium yang sangat ringan. Penampilannya mirip dengan pelek roda, tetapi memiliki beberapa fungsi: memompa udara keluar dari rumah roda melalui rem dan mengalirkan udara hangat ke luar.
Dengan cara ini, turbofan mendinginkan rem dan meminimalkan daya angkat. Berbeda dengan larutan monomaterial terkenal, komponen Bolide memiliki struktur hibrida. Ini terdiri dari mangkuk tengah yang terbuat dari titanium cetak 3D dengan ketebalan 0,48 milimeter, dan pelat karbon setebal 0,7 milimeter dengan bilah bagian dalam kecil, juga terbuat dari karbon.
Potongan melintang dengan lebar 0,48 milimeter semakin menambah kekokohan mangkuk titanium tengah seberat hanya 100 gram. Semua ini menambah berat total di bawah 400 gram untuk sebuah turbofan 18,25 inci individu di roda belakang (17 inci di depan). Ini tidak mungkin dilakukan dengan larutan monomaterial karena fakta bahwa tidak mungkin mencapai ketahanan tekuk dan kekakuan lentur tertentu.
Komponen yang sangat kompleks dari printer 3D juga digunakan di tempat tersembunyi. Braket pemasangan untuk sayap depan, di mana sayap depan dapat dipasang pada tiga ketinggian berbeda, dicetak dengan titanium oleh Bugatti.
Dengan interior berongga dan ketebalan dinding 0,7 milimeter, braket pemasangan dapat menahan gaya turun aerodinamis hingga 800 kilogram - dengan berat hanya 600 gram. Gaya turun sayap belakang, yang dapat mencapai 1,8 ton pada kecepatan 320 km / jam, dimasukkan melalui sirip karbon pusat Bolide ke dalam matriks struktur atas, yang membentuk penghentian atas dari rangka belakang baja tahan karat berkekuatan tinggi.
Di dalam sirip tengah ini terdapat komponen titanium yang dilaminasi dan dicetak untuk menghubungkan sirip ke sayap, yang sudutnya dapat disesuaikan dengan menggunakan batang kopling. Meskipun kaku, beratnya hanya 325 gram.
Para insinyur juga menggunakan titanium untuk mencetak braket untuk memasang kolom kemudi, yang dilengkapi dengan dukungan dasbor terintegrasi, kerah dukungan untuk umpan kolom kemudi, dan dua ventilasi udara di interior kendaraan. Semua komponen didesain sebagai struktur hollow ringan, dengan ketebalan dinding seragam 0,5 milimeter.
Bolide memiliki fitur kontrol roda berdasarkan kinematika double wishbone pada gandar depan dan belakang. Pada gardan belakang, elemen peredam pegas memiliki konfigurasi vertikal, sedangkan pada gardan depan disusun secara horizontal tegak lurus dengan arah gerak.
Pegas terbuat dari titanium, dan peredam memiliki mekanisme penyetelan dan reservoir, yang terintegrasi secara internal pada peredam gandar depan. Dalam kasus elemen peredam pegas horizontal pada poros depan, gaya kontak vertikal disalurkan melalui linkage yang terletak tepat di samping bantalan putar pada wishbones bawah melalui pushrod dan rocker.
Braket yang mengontrol rocker memiliki ketebalan dinding hanya 0,4 milimeter dan berat masing-masing hanya 95 gram. Berat masing-masing rocker hanya di bawah 195 gram. Karena udara mengalir sepenuhnya melalui gandar depan Bolide, komponen kinematiknya - baik komponen titanium cetak 3D maupun wishbones stainless steel berkekuatan tinggi - sangat ringan, kaku, dan dioptimalkan secara aerodinamis.
Kekuatan tarik elemen ini dan semua elemen cetakan 3D lainnya adalah 1.250 N / mm2. “Dengan menggunakan proses perlakuan panas khusus yang dikembangkan sendiri, kami mencapai kekuatan tarik tinggi ini dengan regangan fraktur tinggi secara bersamaan setidaknya 19 persen,” jelas Götzke.
Pushrod 100 gram
Para pengembang sangat bangga dengan pushrod di Bolide. “Mereka mentransfer kekuatan ke rocker yang, tergantung pada manuver mengemudi, setara dengan berat hingga 3,5 ton. Namun berkat penerapan multiple ideas, beratnya hanya sebatang coklat, dengan kata lain masing-masing 100 gram,” jelas Henrik Hoppe.
Untuk pertama kalinya, pengembang Bugatti memvariasikan ketebalan dinding pada batang berlubang berdinding tipis. Mereka menjadi lebih tebal ke arah tengah dan kemudian lebih tipis lagi, yang berarti bahwa mereka secara optimal beradaptasi dengan stres lokal. Mirip dengan tulang manusia, komponen tersebut memiliki struktur internal. Struktur khusus ini juga baru-baru ini didaftarkan sebagai paten.
Pada penutup trim knalpot, komponen hibrida dari titanium dan keramik cetak 3D, Bugatti mengurangi bobot sekitar setengahnya dibandingkan dengan penutup trim knalpot titanium yang telah dioptimalkan dan terkenal dari produksi seri.
Komponen berukuran panjang lebih dari 280 mm dan memiliki ketebalan dinding konsisten hanya 0,5 mm ini memiliki berat kurang dari 750 gram. Karena bahan keramik merupakan penghantar panas yang kurang efektif daripada titanium, Bugatti memperkenalkan elemen keramik khusus di dalam rumah titanium dan bagian tengah penutup dengan memperhatikan kulit luar karbon, sehingga kulit luar tidak rusak bahkan pada gas buang bersuhu tinggi.
Pelindung termal ini juga didukung oleh nosel Venturi internal: ketika gas buang panas memasuki penutup trim knalpot, udara segar akan masuk, sehingga menciptakan lapisan udara dingin di sekitar aliran gas buang panas. Secara keseluruhan, ini adalah penemuan yang telah diajukan permohonan paten oleh Bugatti.
Komponen Ringan Bolide
Dengan peluncuran Bolide - mobil sport hyper berorientasi trek - beberapa bulan lalu, Bugatti menghadirkan konsep teknologi yang luar biasa. Mesin W16 8.0 liter yang ikonik, dengan tenaga hingga 1.850 PS?, menggerakkan mobil dengan berat hanya 1.240 kilogram??. Ini setara dengan rasio bobot-daya yang luar biasa sebesar 0,67 kg / PS, kecepatan tertinggi lebih dari 500 km / jam, penanganan yang sempurna, dan kelincahan maksimum.
“Banyak sorotan teknologi Bolide yang membuatnya begitu istimewa. Tetapi ini juga dapat ditransfer ke kendaraan produksi. Inilah yang terus kami kembangkan dan kerjakan, karena Bugatti telah membedakan dirinya dengan inovasinya yang mengesankan selama lebih dari 110 tahun - dan akan terus melakukannya di masa depan,” kata Frank Götzke.
