3D-печать в автомобильной промышленности:развитие проектирования и производства

С самого начала аддитивного производства интерес к этой технологии проявлялся в автомобильной промышленности. Американский автопроизводитель Ford фактически купил третий когда-либо созданный 3D-принтер в 1986 году, положив начало плодотворному и продуктивному сотрудничеству между сегментами 3D-печати и автомобильной промышленностью.

С момента раннего внедрения 3D-печати компанией Ford эта технология в той или иной мере была принята на вооружение многими производителями автомобилей. Крупные автомобильные компании экспериментировали с этой технологией, чтобы увидеть ее влияние на разработку продукции и цепочки поставок, в то время как более мелкие автомобильные стартапы, такие как Divergent и Local Motors, обнаружили, что 3D-печать является важной частью их производства.

В последнее время в автомобильной промышленности начался переход от применения преимущественно прототипирования для аддитивного производства к производству для конечного использования. Гибкость этой технологии и широкая свобода проектирования позволили автопроизводителям разрабатывать новые и передовые автомобильные компоненты, революционизировать свои производственные процессы и предлагать клиентам все более индивидуальные решения.

Преимущества 3D-печати в автомобильной промышленности

Аддитивное производство — это широкий термин, обозначающий серию процессов, в которых детали создаются аддитивным, а не субтрактивным способом. По сути, это означает, что детали собираются слой за слоем, а не удаляются из блока. Такой подход к производству, а также множество платформ, связанных с этой технологией (включая стереолитографию, моделирование методом наплавления, селективное лазерное спекание и т. д.), предлагают ряд уникальных преимуществ, которых нет в более традиционных производственных процессах.

Свобода дизайна

Поскольку детали создаются слой за слоем при 3D-печати, этот процесс открывает беспрецедентные возможности для свободы проектирования, что, в свою очередь, создает возможности для оптимизации деталей и облегчения их веса. В автомобильном секторе возможность уменьшить вес компонента (и общий вес транспортного средства) имеет важное значение при попытке повысить топливную экономичность. 3D-печать дает возможность перепроектировать и создавать автомобильные детали со сложной внутренней геометрией, сокращая вес и использование материалов без ущерба для качества.

Объединение частей

Помимо легкости, аддитивное производство также позволяет производителям перепроектировать и объединять детали, превращая многокомпонентные сборки в единую деталь. Эта способность может способствовать созданию более легких конструкций и даже улучшению характеристик конкретной детали. В автомобильном секторе объединение деталей может помочь оптимизировать процессы производства и сборки.

Настройка

Когда кто-то думает об автомобильном производстве, он часто думает о массовом производстве:сложные производственные линии, выпускающие миллионы одинаковых деталей, прежде чем собрать их в автомобили. Однако с распространением 3D-печати автомобильная промышленность теперь видит новые возможности индивидуальной настройки автомобилей по разумной цене. В частности, для малосерийных или специальных автомобилей теперь можно интегрировать в автомобили индивидуальные элементы интерьера по разумной цене. Автомобильный бренд MINI, например, позволяет покупателям выбирать из множества персонализированных деталей интерьера, напечатанных на 3D-принтере.

Быстрые сроки обработки

Существует несколько способов, с помощью которых 3D-печать может ускорить производство автомобилей. Во-первых, на этапе прототипирования 3D-печать можно использовать для быстрого изготовления функциональных деталей для тестирования, что позволяет автомобильным дизайнерам и инженерам быстро определить, жизнеспособна ли конструкция компонента. На этапе производства производители автомобилей используют 3D-печать для быстрой оснастки, что приводит к снижению затрат.

Приложения для создания прототипов и подготовки производства для 3D-печати в автомобильной промышленности

Демонстрация дизайна

В процессе проектирования новых автомобилей полезно и часто необходимо создать физический прототип, чтобы точно продемонстрировать концепцию автомобиля. Технологии 3D-печати, особенно многоцветные и многоматериальные процессы, могут обеспечить быстрое производство одноразовых прототипов или небольших моделей, отражающих эстетику и структуру автомобиля. От фар до компонентов интерьера — автомобильные компании все чаще используют 3D-печать для демонстрации реалистичного дизайна.

Функциональные прототипы

Определенные процессы 3D-печати, в том числе промышленный FDM и металлический AM, также используются для производства функциональных прототипов на этапе проектирования и разработки автомобилей. Детали, напечатанные на 3D-принтере, можно быстро производить, тестировать и настраивать до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная конструкция.

Инструменты

Возможно, одно из самых больших влияний, которое 3D-печать оказала в автомобильной промышленности, связано с производством инструментов, приспособлений и приспособлений на этапе подготовки к производству. AM позволяет производителям автомобилей оперативно производить недорогие инструменты, используя их для небольших или средних производственных партий или для проверки инструментов для массового производства.

Производственные приложения для 3D-печати в автомобильной промышленности

Пользовательские детали

Как упоминалось выше, одним из самых больших преимуществ 3D-печати в автомобильном секторе является индивидуализация. В отличие от литья под давлением, где затраты снижаются по мере производства большего количества деталей, стоимость 3D-печати не зависит от количества изготовленных деталей, что делает ее подходящей для печати одноразовых персонализированных компонентов. Аналогичным образом, благодаря программному обеспечению для цифрового дизайна и настройки можно быстро создавать персонализированные элементы интерьера или декоративные элементы для автомобилей класса люкс или специальных выпусков.

Запасные части

Еще одним важным производственным применением 3D-печати в автомобильной сфере является создание запасных частей для редких или старинных автомобилей. Если деталь устарела, 3D-печать позволяет автомобильным специалистам реконструировать компоненты и производить их на лету. Например, в прошлом году компания Siemens Industrial Turbomachinery Ltd. применила 3D-сканирование и печать, чтобы восстановить 100-летний автомобиль до рабочего состояния.

Внутренние компоненты

Несмотря на то, что 3D-печать по-прежнему остается нишевой областью автомобильной 3D-печати, возможности печати внутренних компонентов увеличиваются по мере развития технологии. В настоящее время проводятся эксперименты, демонстрирующие жизнеспособность AM для таких приложений. Например, компания Ford недавно установила впускной коллектор внутри раллийного автомобиля Hoonitruck (самая большая на сегодняшний день металлическая 3D-печатная деталь, установленная в автомобиле), а Divergent Technologies также использует 3D-печать металлом для производства шасси своего суперкара Blade.

Услуги печати RapidDirect3D

В RapidDirect мы предлагаем широкий спектр услуг 3D-печати, включая моделирование методом наплавления (FDM), 3D-печать PolyJet и селективное лазерное спекание, которые подходят для ряда автомобильных применений. Благодаря широкому спектру материалов наши передовые технологии 3D-печати можно использовать для производства функциональных прототипов, демонстраций дизайна, индивидуальных деталей и многого другого.

Наша команда экспертов тесно сотрудничает с клиентами, чтобы обеспечить не только 3D-печать и своевременную доставку деталей, но и оптимизацию для аддитивного производства. Наконец, наш спектр профессиональных услуг по отделке обеспечивает высококачественную 3D-печатную продукцию и детали.