Concetto di Hyperloop dal comitato di esperti dell'università tecnologica di Delft by voxeljet AGDirectIndustry

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Se fosse fino a visionario Elon Musk, Hyperloop sarebbe i mezzi di trasporto del futuro. Si pensa che stia veloce come aeroplano e bene come treno. La sua visione del sistema di trasporto futuristico: baccelli che sparano attraverso un tubo alle velocità di fino a 1.225 chilometri all'ora. Il muschio del fondatore di Tesla ha organizzato un concorso globale in cui le università ed i gruppi d'organizzazione indipendenti sono stati invitati per competere per il progetto di sviluppo. il voxeljet ha assistito RP2, un produttore del prototipo ed il partner all'università tecnologica di Delft, con il progetto futuro. Come fornitore principale delle stampanti di gran-formato 3D e dei servizi su richiesta delle parti, il voxeljet ha fornito al gruppo dall'università tecnologica di Delft i modelli di PMMA (metacrilato di polymethyl) per le componenti fondenti del baccello del trasporto.

Il gruppo olandese precedentemente aveva preso il secondo posto nel primo giro del concorso con la loro idea, vincente fuori contro più di cento gruppi. Hanno conceduto la sconfitta soltanto al MIT basato negli Stati Uniti (Massachusetts Institute of Technology). I partecipanti dalle università in Wisconsin, nella Virginia e nella California sono venuto in terzo. Durante la seconda fase del concorso, ai tre migliori gruppi sono stati permessi ricostruire le loro progettazioni per la vero--scala della capsula di Hyperloop come modello di 1:2.

Il gruppo di Delft è andato cercare un partner per produrre le parti di alluminio per il sistema di sospensione del baccello, con le loro forme complesse, facendo uso del processo di colata di investimento. Il gruppo ha scelto il produttore RP2 del prototipo, che partnered con l'università per anni sui vari progetti. RP2 ha portato alla stampante 3D il voxeljet esperto a bordo in una capacità di sostegno.

I modelli di PMMA (metacrilato di polymethyl) per il processo fondente sono stati stampati su un sistema VX1000 nel centro di servizio del voxeljet a Friedberg, Germania. La stampante universale 3D è ben adattata alle varie applicazioni industriali e permette di produrre economicamente tutto dalle diverse parti ai piccoli lotti. Con un volume di configurazione di 300 litri (1.000 x 600 millimetri cubici X.500), tutti e 25 i modelli fondenti stati necessari sono stati prodotti in una singola operazione di stampa che dura meno di 24 ore. L'alto livello delle componenti di dettaglio è stato raggiunto con una risoluzione della stampa del dpi 600, combinata con uno spessore di strato di soltanto 150 micrometri.

Le 25 componenti differenti sono state inviate a RP2 per fondere. Il produttore ha usato il processo della colata sotto vuoto. Mike de Winter, CEO di RP2, ha questo da dire: «Il materiale di PMMA ha funzionato molto bene per il nostro scopo perché brucia con un tenore in ceneri molto basso. Non spiega burnout, così là non è rischio di crepe che si formano nelle coperture ceramiche. Il materiale inoltre provoca una qualità fondente eccezionale.»

I modelli stampati sono stati montati su un albero della cera per il processo fondente. L'albero è stato incastonato in ceramico, che poi è stato disposto nel forno per indurirsi. L'alluminio potrebbe essere fuso una volta la cera e le lingottiere di PMMA erano state bruciate fuori. Alla fine, l'alluminio è stato sottoposto ad un trattamento termico T6, che ha migliorato la forza e più ulteriore la trasformazione fatta più facili. «Malgrado il piccolo volume, potevamo produrre in modo redditizio i modelli complessi della colata di investimento e durante un breve periodo di tempo, grazie alla tecnologia di stampa 3D,» spiega Florian Rauscher, il project manager con i servizi di assistenza al cliente del voxeljet.

I risultati sono chiari da vedere: Il baccello di Delft Hyperloop è sicuro, veloce, affidabile ed efficiente. Il modello di scala di 1:2 può raggiungere le velocità di più di 400 chilometri all'ora e può trasportare entrambi i passeggeri e bagagli. Con una massa di soltanto 149 chilogrammi, il baccello ha una costruzione leggera.

Sebbene non ci sia praticamente pressione d'aria all'interno del tubo, la resistenza residua prevale, dovuto l'alta velocità del baccello, che è vicina alla velocità del suono. Ciò era inoltre la ragione per la quale il baccello di Delft Hyperloop è stato dato una forma aerodinamica. Così può essere visto dalle illustrazioni, il baccello somiglia ad una gocciolina di acqua, poiché questa è la forma ottimale per resistenza di minimizzazione. Tuttavia, questo ha condotto ad un'altra sfida: la sospensione ha dovuto aerodinamicamente essere collegata a questa forma organica, poiché è quasi impossible da macinare una superficie curva o doppiamente curva. Il gruppo di Delft ha risolto questo problema usando il metodo fondente, che ha estese opzioni di progettazione.

Una nota sommaria sulla visione dei mezzi di trasporto del futuro: Il piano è di costruire due tubi paralleli sui piloni del cemento armato, all'interno di cui baccelli con 20 - 30 passeggeri a bordo del movimento in un vuoto parziale. Per raggiungere le alte velocità, i baccelli viaggieranno sui cuscini d'aria. Ciò richiederà la pressione all'interno dei tubi essere mantenuto a circa 100 Pascal, un millesimi di pressione normale. L'idea originale di Elon Musk era di viaggiare sopra “i cuscini d'aria”. Dopo un'estesa valutazione, il gruppo di Delft Hyperloop ha scelto “il galleggiante” basato su levitazione magnetica. La ragione per questa è che là una più grande lacuna fra la parete del tubo ed il baccello. Nel frattempo, quasi tutti i altri gruppi nella concorrenza hanno deciso di usare la levitazione magnetica.

Di conseguenza, questo sistema di trasporto richiederebbe soltanto una frazione dell'energia consumata attraverso i mezzi di trasporto convenzionali. Ciò estremamente - mezzi di resistenza bassa che quasi non c'è nessuna forza motrice necessaria accelerare i veicoli magneticamente condotti, che taglierebbero drammaticamente il costo di costruzione e del mantenimento dell'infrastruttura. Il Hyperloop è una tecnologia che potrebbe raggiungere le alte velocità con poco impatto sull'ambiente.

Il gruppo di Delft Hyperloop consiste di 30 membri da tutti i dipartimenti accademici dell'università tecnologica di Delft, che sono stati scelti come i migliori candidati da un gruppo di quasi 200 richiedenti. Questo gruppo ha partecipato «al concorso del baccello di SpaceX Hyperloop», che Elon Musk ha organizzato nel 2013 perché non ha voluto realizzare il progetto Hyperloop sui suoi propri. Il gruppo olandese ha sviluppato un modello sicuro, veloce e redditizio del veicolo, in base ad un meccanismo unico della sospensione e di progettazione. Un modello della mezzo scala del baccello del trasporto sarà inviato attraverso la provetta di SpaceX nella California nel gennaio 2017.

Il ² di RP sta acquistando i modelli della colata di investimento dal voxeljet 3D ora che stampa il centro di servizio per parecchi anni. il voxeljet era ancora una volta la prima scelta come fornitore dei modelli necessari della colata di investimento da assistere al progetto Hyperloop. «Questo non è certamente un progetto di ogni giorno,» dice Florian Rauscher, il project manager ai servizi di assistenza al cliente del voxeljet. «Siamo deliziati per partecipare a questo concetto del trasporto, che può permettere che noi viaggiamo da Monaco di Baviera a Berlino in soltanto 30 minuti appena tra quelche anno.»

Sebbene il gruppo di Delft perda ai vincitori in una corsa stretta durante il primo giro del concorso di Hyperloop, avranno un'altra opportunità provarsi con il loro baccello di Hyperloop sull'itinerario della prova nella California nel gennaio 2017. Chiunque infine vince la corsa, è un onore affinchè il voxeljet fa parte del progetto Hyperloop.

RP2 si specializza nella produzione dei prototipi e di piccola serie di produzione in plastica e metallo. La combinazione «di tecnologie di fabbricazione additive «moderne e di arte ci permette di fare i prodotti di qualità eccezionale. Abbiamo parecchi 3D-Printing di qualità superiore lavoriamo disponibile a macchina, che usiamo per rendere accurato ci separiamo la finitura superficia eccellente. Abbiamo un modello-negozio e dipingiamo a spruzzo le facilità a nostra disposizione per finire le parti come state necessarie. Unico è l'uso di 3D-Printing per la fabbricazione i modelli matrici e delle muffe per le parti fondenti in plastica del poliuretano, gomme di silicone e parecchie leghe del metallo. Ciò permette di produrre la piccola serie per le prove o come parti dell'utilizzatore finale, senza il bisogno di notevoli investimenti nella lavorazione con utensili di produzione.

Maggiori informazioni

I modelli di PMMA sono attaccati ad un albero della cera, colata e sono separati nelle diverse parti finali dopo il trattamento termico.

Perfezioni per fondere: I modelli di 3D-printed PMMA si sono infiltrati in con la cera.

Le parti della fusion d'alluminio possono essere montate sul baccello di Hyperloop.

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Concetto di Hyperloop dal comitato di esperti dell'università tecnologica di Delft

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