Как 3D-печать запасных частей меняет автомобильную, локомотивную и авиационную промышленность

Коммерческие поездки и производство транспортных средств настолько тяжелы и интенсивны, насколько это возможно в других отраслях. Даже самый маленький автомобиль — это огромное предприятие с тоннами компонентов, не говоря уже о огромных самолетах или локомотивах. Эти транспортные средства предназначены для эксплуатации в течение неопределенного времени и в течение длительного периода времени (иногда десятилетий).

Это также означает, что многие из этих транспортных средств и их компонентов с годами повреждаются, что приводит к значительному износу пассажиров. Раньше производители полагались на удаленные заводы, которые могли производить одну деталь, например, чехлы для сидений или пластиковые компоненты поручней и поручней. Это часто приводит к длительному времени ожидания, транспортным расходам и взвинчиванию цен со стороны поставщиков. Теперь 3D-печать предлагает гораздо более экономичное решение этой проблемы.

Общее более дешевое и многофункциональное производство

Рис. 1. Изображение через поезда ангелов

Когда дело доходит до больших транспортных средств со многими хрупкими компонентами, различные организации, от ВВС США до железнодорожных компаний в Великобритании, считают 3D-печать жизнеспособным решением. Детали дешевле производить из пластика, а также их легко настраивать.

Это особенно верно для компонентов, принадлежащих самолетам и поездам, которые уже давно сняты с производства. Поддержание запасов определенных деталей может быть настолько дорогостоящим, что поставщики просто перестают их предлагать. Особенно это касается редко заказываемых компонентов. Клиенты часто прибегают к хранению больших запасов таких деталей или заключают контракты со сторонними производителями. Однако аддитивное производство быстро разрушает эту модель.

Хотя очень сложно найти производственное предприятие и получить копии таких компонентов, 3D-принтерам для начала просто нужна модель. Их можно довольно легко отсканировать или даже воспроизвести с нуля. Еще одно преимущество заключается в том, что они могут улучшить детали, сделав различные секции легче и используя меньше материала, чем многие традиционные формы производства.

Этот способ производства также часто влечет за собой настройку и усовершенствование. В случае с Angel Trains и различными железнодорожными компаниями Великобритании использование 3D-печати также позволило производителям размещать сообщения шрифтом Брайля на компонентах поезда, чтобы слепые пассажиры могли читать инструкции. Такого рода усовершенствования также могут позволить компаниям персонализировать такие сообщения или легко и дешево изменять их, когда это необходимо.

Только за счет 3D-печати, только поручней, британским железнодорожным компаниям удалось значительно снизить затраты с обычных 15 000 фунтов стерлингов, а время производства сократилось с двух с половиной месяцев до примерно трех недель. Власти также предсказывают, что в конечном итоге будет достигнута экономия 50 % на каждой детали за счет использования аддитивного производства и дизайна для 3D-печати.

Вдобавок ко всему, 3D-печать также позволяет производить несколько различных типов компонентов, если модели могут работать. Они могли производить не только детали для сидений и пассажирских лотков, но и небольшие детали для инженерных компонентов, которые обычно должны были бы производиться на отдельных машинах и объектах. Этот многофункциональный аспект позволяет компаниям производить ряд деталей и инструментов по своему усмотрению с помощью одного устройства и более дешевых материалов.

Производство по запросу

Рис. 2. Bentley Blower

Одной из ключевых особенностей 3D-печати является ее способность обеспечивать производство в сроки, подходящие для компании, а не для производителя деталей или дистрибьютора, и без необходимости в специальном помещении. По этой причине производство деталей с истекшим сроком годности имеет большое значение в сфере ремонта автомобилей. Такие компании, как Porsche, используют этот аспект для сокращения затрат на производство запасных частей, но производство по требованию также возвращает жизнеспособность мелкосерийному производству классических автомобилей.

Bentley, например, использует 3D-печать для полного воссоздания старых моделей своих классических линий в том, что станет первым продолжением довоенного гоночного автомобиля. При этом компания выпустит 12 экземпляров своего классического 4½-литрового автомобиля Bentley «Blower» 1929 года выпуска. В настоящее время Bentley Blowers является одним из самых желанных автомобилей Bentley среди коллекционеров, что делает его главной достопримечательностью для автолюбителей.

Подобные инициативы позволили реставраторам чинить старые автомобили по всему миру, оживляя автомобили, которые когда-то считались невозможными воспроизвести, с точным воспроизведением их классических деталей. Это стало проще благодаря достижениям в области 3D-сканирования, моделирования и других технологий.

Локальное производство

Изюминкой всего этого является то, что 3D-печать позволяет производить, проектировать и улучшать все эти компоненты собственными силами. Помимо всех других преимуществ, это также означает, что прототипирование и тестирование ускоряются и локализуются на желаемом объекте. Это большое благо для производителей самолетов.

В 2019 году ВВС США недавно сертифицировали свою первую напечатанную на 3D-принтере деталь, которой оказалась крышка унитаза для одного из их самолетов. Учитывая, что многим единицам в их парке самолетов более десяти лет, ВВС США обращаются к 3D-печати, чтобы значительно сократить время выполнения работ и стоимость производства запасных частей, таких как крышки туалетов. Это особенно полезно, поскольку многие из этих самолетов сняты с производства, а доставка запасных частей может занять больше года.

Благодаря 3D-печати им не только не нужно ждать, пока поставщик предоставит детали, но и производить такие компоненты на собственных мощностях. В частности, в случае ВВС США средний возраст их самолетов составляет 28 лет. Многие из заводов, производивших эти детали, больше не работают, а сроки поставки и производства существующих могут достигать года.

Авиационная промышленность может быть в таком отчаянном положении с запасными частями, что в некоторых случаях службы по ремонту самолетов прочесывают списанные самолеты в поисках таких компонентов. Однако с помощью 3D-печати время приобретения этих деталей сократилось с года до 2 дней. Эти детали в настоящее время производятся на месте после тщательного тестирования. В будущем ВВС США продолжат применять 3D-печать к другим продуктам.