Революция в авто, локомотивном и авиационном строительстве с помощью 3D-печати

Коммерческие перевозки и производство транспортных средств — такие же тяжелые и заводские отрасли, какие только бывают. Даже самый маленький автомобиль — это массивное предприятие с тоннами компонентов, не говоря уже о массированных самолетах или локомотивах. Эти транспортные средства предназначены для бессрочной эксплуатации на протяжении длительных периодов (иногда десятилетий).

Это также означает, что многие из этих транспортных средств и их компоненты повреждаются на протяжении лет, неся массивный износ от пассажиров. Ранее производители зависели от далеких заводов, которые могли произвести одну деталь, такую как чехлы сидений или пластиковые компоненты поручней и поручей. Это часто приводило к долгим срокам ожидания, транспортным расходам и спекулятивным ценам со стороны поставщиков. Теперь 3D-печать предлагает гораздо более экономичное решение этой проблемы.

Общая дешевизна и многофункциональность производства

Рисунок 1. Изображение через Angel Trains

Когда речь идет о крупных транспортных средствах со множеством компонентов, подверженных поломке, различные организации — от ВВС США до железнодорожных компаний Великобритании — находят 3D-печать жизнеспособным решением. Детали дешевле производить из пластика, предлагая также легкую кастомизацию.

Это особенно верно для компонентов, принадлежащих самолетам и поездам, которые давно сняты с производства. Поддержка запасов для определенных деталей может быть такой дорогой, что поставщики просто прекращают их предлагать. Это особенно касается редко заказываемых компонентов. Клиенты часто прибегают к хранению больших запасов таких деталей или заказу у сторонних производителей. Аддитивное производство быстро разрушает эту модель.

В то время как крайне трудно найти производственное предприятие и получить копии таких компонентов, 3D-принтерам нужна лишь модель для старта. Их можно отсканировать или даже воспроизвести с нуля довольно легко. Еще одно преимущество — они могут улучшить деталь, сделав различные участки легче и используя меньше материала, чем многие традиционные формы производства.

Этот режим производства также часто подразумевает кастомизацию и улучшения. В случае Angel Trains и различных британских железнодорожных компаний, использование 3D-печати также позволило производителям нанести сообщения Брайля на компоненты поезда, чтобы слабые пассажиры могли читать инструкции. Такое улучшение также позволяет компаниям персонализировать такие сообщения или дешево и легко менять их при необходимости.

Только 3D-печатая поручи, британские железнодорожные компании смогли существенно снизить затраты с обычных £15 000, сократив сроки производства с двух с половиной месяцев до примерно трех недель. Власти также предсказали, что в конечном счете экономия 50% на деталь будет достижима за счет использования аддитивного производства и проектирования для 3D-печати.

Помимо всего этого, 3D-печать также позволяет производить несколько разных типов компонентов, пока модели работают. Не только они могли производить детали для сидений и пассажирских столов, но и мелкие детали для инженерных компонентов, которые обычно приходилось закупать на отдельных станках и заводах. Этот многофункциональный аспект позволяет компаниям производить ряд деталей и оснастки, как они считают нужным, с одним устройством и дешевле материалами.

Производство по запросу

Рисунок 2. Bentley Blower

Одна из ключевых особенностей 3D-печати — ее способность обеспечивать производство в временных масштабах, подходящих компании, а не производителю или дистрибьютору деталей, и без необходимости выделенного объекта. По этой причине производство деталей, давно вышедших из производства, имеет огромное влияние в мире реставрации автомобилей. Компании вроде Porsche используют этот аспект для снижения затрат на производство запасных частей, но производство по запросу также возвращает жизнеспособность мелкосерийного производства классических автомобилей.

Bentley, например, использует 3D-печать для полного воссоздания старых моделей своих классических линий в том, что станет первым продолжением гонки довоенного времени. В этом процессе компания произведет 12 экземпляров своего классического автомобиля 1929 года Bentley 4½-litre «Blower». Blower'ы также сейчас одна из самых желанных Bentley среди коллекционеров, делая их главным притяжением для автолюбителей.

Подобные инициативы позволили реставраторам чинить старые машины по всему миру, оживляя автомобили, когда-то считавшиеся невозможными для воспроизведения с верными копиями их классических деталей. Это стало легче с достижениями в 3D-сканировании, моделировании и других технологиях.

Локализованное производство

Вишенка на торте всего этого — 3D-печать позволяет внутреннее производство, дизайн и улучшения всех этих компонентов. Помимо всех других преимуществ, это также означает, что прототипирование и тестирование ускоряются и локализуются в желаемом объекте. Это стало большим благословением для производителей самолетов.

В 2019 году ВВС США недавно сертифицировали свою первую 3D-печатную деталь, которой оказалась крышка унитаза для одного из их самолетов. Учитывая, что многие единицы в их авиапарке старше десятилетия, ВВС обращаются к 3D-печати для драматичного сокращения времени оборота и стоимости производства запасных частей, таких как крышки латрин. Это особенно полезно, так как многие из этих самолетов сняты с производства, а доставка и производство запасных частей может занимать более года.

С 3D-печатью им не только не нужно ждать поставщика для предоставления деталей, они также производят такие компоненты на своих собственных объектах. Особенно в случае ВВС, средний возраст их самолетов — 28 лет. Многие заводы, делавшие эти детали, исчезли, а сроки доставки и производства существующих могут составлять до года.

Авиационная промышленность может быть в таких крайних обстоятельствах для запасных частей, что в некоторых случаях сервисы реставрации самолетов обыскивают утилизированные самолеты за этими компонентами. Однако с помощью 3D-печати время приобретения этих деталей сократилось с года до 2 дней. Эти детали теперь производятся внутри, с обширным тестированием. ВВС продолжат применять 3D-печать к другим продуктам в будущем.