Автомобилната индустрия е изправена пред предизвикателства на няколко различни фронта – от конструирането на по-добри, нови и перфектно работещи превозни средства, до оптимизиране на производството, веригите на доставка и логистиката.
А една от технологиите, които ѝ помагат да се справи с всички тези предизвикателства е 3D принтирането. С всяка изминала година 3D печата намира все по-голямо приложение в автомобилната индустрия, позволявайки на дизайнери и конструктори да отговорят на очакванията на потребителите.
3D и изработката на модели на автомобилни части
Времената, в които основната употреба на технологията за 3d печат в автомобилната индустрия бе бързото прототипиране и създаването на инструментариум и джаджи отдавна са отминали. Днес все по-често автомобилните компании използват 3D за отпечатване на автомобилни части и персонални модели на автомобили.
Според доклад на изследователската компания SmartTech Publishing за автомобилния сектор, 3д печатът все по-често се използва за производство на автомобилни части. Анализаторите прогнозират, че до 2029 година пазарът на отпечатани части ще генерира до и над 9 милиарда щатски долара.
Как се принтират авточасти с 3D?
Всъщност, ако имате желание да отпечатате части за вашия автомобил и имате домашен принтер, можете да се справите и сами. Казваме това с уточнението, че не всички авточасти са подходящи за принтиране в домашни условия. Затова предварително трябва да потърсите информация дали частта може да бъде отпечатана на домашен принтер или се налага да потърсите фирма, предлагаща 3d услуги.
Етапи
Сканиране на детайла
Най-често използваният метод за сканиране и проектиране на детайла в 3d файл е като използвате софтуер като CAT. Ако не можете да работите с подобен софтуер или нямате под ръка, можете да потърсите в интернет сайтове, в които предлагат готови файлове или просто да използвате 3д скенер.
Избор на технология
Различните принтери са създадени за решаване на конкретни проблеми. Затова трябва да бъдете внимателни при избора на технология, която ще използвате за отпечатването. Например, ако частите, които искате да отпечатите са малки или изискват последваща обработка като грундиране и боядисване, подходящата технология е FDM/FFF (метод за синтероване слой по слой).
Ако обаче имате нужда от подвижни части като зъбни колела и други, тогава ще ви е нужда технология за печат на фотополимер (DLP/ SLS/ SLA). За отпечатване на интериорни компоненти, дръжки, бутони, лостове както и всички елементи от предавката и други части, които изискват висока точност и прецизност, подходящата технология е DLP или SLA.
Избор на материали
Според използваната технология трябва да се спрете на материал. За да стане по-ясно ще го кажем така:
- Ако използвате FDM принтер, подходящите материали обикновено са ABC, PVS, ASA или найлон
- Ако използвате DLP/ SLS/ SLA технология, по-подходящите материали са фотополимерите (смолите)
Отпечатване на прототип
Печатането на автомобилните части е бързо и не изисква почти никакви усилия. Просто трябва да настроите принтера, да поставите файла с информацията за спецификите на детайла и да го оставите да работи. В зависимост от размера и сложността на детайла, времето за отпечатване на прототип е от няколко минути до няколко часа.
Защо е нужно да се принтира прототип?
Благодарение на прототипа можете да видите, пипнете и усетите как точно ще изглежда крайния резултат от печатането. И ако резултатът не ви удовлетворява можете да направите корекции.
Ако от всичко казано до тук все още се питате дали 3D технологията участва пряко при изработката на автомобилни части, най-краткия отговор, който можем да ви дадем е “да”. Участва и то активно. Към момента почти всички автомобилни компании предлагат модели автомобили с компоненти, изцяло изработени на принтер.
Автомобилни компании, които използват принтирани авточасти в своето производство
Ford Motor Company
Форд е една от първите автомобилни компании, които използват технологията за 3Д принтиране и търсят начини да интегрират все повече тази технология в производствения си цикъл. Пример за това е Ford Shelby GT500, на който са включили 3d отпечатани спирачки. Принтираните спирачки са създадени изцяло с помощта на технологията за адаптивен печат, а именно Digital Car Synthesis (DLS) на Carbon, с материал EPX.
BMW
От БМВ от години експериментират с принтирането, а от 2010 година насам популярният автомобилен бранд произвежда чрез отпечатване повече от 50 000 компонента и над 10 000 индивидуални резервни части. Компанията е и една от първите, които започнаха да отпечатват с 3D принтер метални части.
Знаете ли, че в модела на БМВ – i8 Roadster конзолата на покрива е изцяло принтирана, а BMW M850i Coupe е с принтиран спирачен апарат?
Volkswagen
За разлика от останалите два гиганта в автомобилната индустрия, Volkswagen тепърва се впускат в производството на 3d принтирани авточасти. “Дебютът” им обаче е феноменален. Автомобилната компания в съвместно сътрудничество с немската 3D компания – Laser Zentrum Nord създадоха най-големият титаниев функционален компонент на Bugatti, произведен чрез адаптивни методи.
Осем буталния моноблоков спирачен апарат на Бугати е отпечатан на най-големия титаниев 3D принтер.
Защо все повече автомобилни компании използват 3D за производство на автомобилни части и компоненти?
Създават се персонализирани, сложни и високоефективни части
Адаптивният печат е идеален за производство на персонализирани резервни части със значително намалени разходни стойности. Няма да е много далеч времето, в което ще можете просто да отидете до магазина за авточасти и да поискате да ви принтират елемента, който ви е нужен.
Произвеждат се части, които не се използват в съвременните автомобили
С помощта на тази технология дизайнерите лесно могат да произведат части за ретро автомобили, които отдавна не се произвеждат. Единственото, което трябва да се направи е елементът да се сканира и само след няколко часа ретро частта може да е в ръцете на клиента.
Решават се проблеми като търсене и цени на автомобилните части
Търсенето и предлагането на авточасти е едно от големите предизвикателства в автомобилния сектор. Все по-широкото навлизане на 3д технологията в производството може да се справи с този проблем. Защото производителите пазят CAT файловете и е достатъчно просто да програмират принтера и да произведат количествата, които са им необходими да задоволят търсенето. А тъй като за отпечатването на елементите не е необходимо да се влагат нито много усилия, нито време или пари, принтираните части се предлагат и на доста по-ниски цени от стандартно произведените.
Предлагат консолидация на части
Броят на частите и компонентите в някой от системите на автомобила може да бъде намален чрез препроектиране в един – единствен компонент. Консолидирането на части е едно от огромните предимства, които предоставя технологията за 3Д печат. Благодарение на консолидацията се намаляват разходите за материали, общото тегло на частите и времето за монтаж и демонтаж.
Произвеждат се части с много по-ниско тегло
В автомобилния сектор едно от големите търсения е как да се оптимизира и намали общото тегло на автомобила. Е, с помощта на 3д принтирането на този проблем му е “вижда” края. Това е възможно, тъй като при отпечатването на частите се използват леки полимери и метали, които значително намаляват теглото на частите и оттам и общото тегло на колата.
Произвеждат се прототипи и реални автомобилни части със сложна геометрия
Повлияването на теглото и аеродинамиката (а оттам и работата на автомобила) зависят от геометрията на дадена част. Понякога тази геометрия е доста сложна и за да бъде произведен определен елемент по традиционните методи се изисква много време, труд и изключително голяма прецизност. Технологията на 3Д печат позволява производството на много сложни конструкции, които едновременно с това са леки и много стабилни.
Освен това позволява:
- голяма свобода на проектиране
- оптимизиране и интегриране на допълнителни функции
- производство на малки партиди части
- персонализиране на продукта дори и при серийно производство
