Применения для аддитивного производства в производстве электромобилей

Популярность электромобилей (EV) началась с Toyota Prius, гибридного автомобиля, работающего на комбинации двигателя внутреннего сгорания и никель-металлогидридной батареи. С момента появления Prius на рынок вышло много гибридных и аккумуляторных электромобилей (BEV), и внедрение электромобилей продолжает расти из года в год. В 2020 году было продано 3,1 миллиона электромобилей, а только в ноябре 2021 года было продано более 721 000 электромобилей, что является рекордом месячных продаж и свидетельствует о растущем интересе к электромобилям, и нет никаких признаков того, что эта тенденция замедлится.

General Motors планирует поэтапный отказ от автомобилей с газовым двигателем — автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) — и обещает, что к 2035 году весь ее парк будет состоять из автомобилей с нулевым уровнем выбросов. Точно так же президент Байден объявил, что государственный парк будет заменен на электромобилей, в общей сложности более 645 000 автомобилей, и издал распоряжение с целью сделать половину всех новых автомобилей, проданных в 2030 году, электрическими. Кроме того, Bloomberg Markets прогнозирует, что к 2040 году более двух третей мировых продаж автомобилей будут приходиться на электромобили, а Edison Electric прогнозирует, что к 2030 году продажи электромобилей превысят 3,5 млн в год.

Понятно, что будущее автомобильной промышленности за электричеством, и сейчас самое время для компаний начать разработку электромобилей. Угнаться за рынком производства автомобилей может быть сложно, но использование аддитивного производства может упростить этот процесс и помочь производителям оригинального автомобильного оборудования (OEM) процветать по мере того, как мы вступаем в все более электрический мир.

По сравнению с традиционными методами производства, аддитивное производство позволяет использовать более легкие компоненты и расширять возможности настройки, а также позволяет избежать ограничений цепочки поставок, которые были серьезными препятствиями на пути производства. Учитывая относительно небольшие объемы производства и растущий, но неопределенный спрос, производители и поставщики электромобилей могут извлечь выгоду из гибкости, скорости и доступности, которые предлагает аддитивное производство.

Преимущества аддитивного производства в электромобилях

Аддитивное производство предлагает ряд преимуществ для производителей электромобилей. Включив аддитивное производство в производственный цикл электромобиля, вы сможете:

Создавайте сложные детали, уменьшайте вес и продлевайте срок службы батареи

Автомобильная промышленность потратила годы на поиск различных вариантов облегчения, поскольку меньший вес означает повышенную топливную экономичность. В электромобилях более легкие детали приводят к увеличению времени автономной работы, поэтому производители изо всех сил пытаются найти способы сделать автомобили легче, не жертвуя при этом качеством или безопасностью.

Займитесь аддитивным производством. 3D-печать не только позволяет инженерам создавать сложную органическую геометрию с использованием меньшего количества материала, чем традиционные методы производства, но также позволяет им объединять несколько деталей в один компонент, который практически не требует сборки. Полученный продукт часто легче, чем подогнанная или сварная деталь, и во многих случаях может сравниться с деталями, изготовленными традиционным способом, когда речь идет о прочности. Способность Additive создавать сложные детали также может помочь, когда речь идет о максимальном использовании места в аккумуляторе, поскольку дизайнеры могут изготавливать корпуса с более тонкими стенками в сложные, штабелируемые формы.

Используйте различные материалы и улучшите тепловые характеристики

Несмотря на то, что 3D-печать имеет ограниченный выбор совместимых материалов, количество доступных вариантов значительно выросло за последние несколько лет. В настоящее время многие из них соответствуют автомобильным спецификациям и могут помочь снизить вес автомобиля. Например, некоторые материалы обеспечивают снижение веса на 20% по сравнению с полибутилентерефталатом, армированным стекловолокном (ПБТ). Вы даже можете создавать собственные материалы для 3D-печати, чтобы добиться определенных механических свойств, если ни один из существующих вариантов не соответствует вашим потребностям.

Кроме того, многие материалы, совместимые с 3D-печатью, обладают лучшими тепловыми характеристиками, чем традиционные производственные материалы, что может помочь продлить срок службы батареи электромобиля. В конце концов, аккумуляторы для электромобилей лучше всего хранить при умеренных температурах — 50 ° F лучше всего подходит для хранения, а 77 ° F идеально подходит для зарядки и вождения — но поддержание этих температур может быть сложным при использовании металлических компонентов. С другой стороны, корпусы и теплообменники, напечатанные на 3D-принтере, предоставляют инженерам больше вариантов материалов, которые помогают лучше регулировать температуру аккумуляторов.

Экономичное производство малых объемов

Хотя литье под давлением идеально подходит для крупносерийного производства, оно может быть дорогим и непрактичным при выполнении мелкосерийного производства из-за затрат на создание инструментов. Спрос на электромобили быстро растет, но он все еще не приближается к размеру рынка традиционных автомобилей с ДВС, поэтому рентабельность аддитивного производства в небольших объемах может помочь компаниям производить необходимые им компоненты по разумной цене за деталь. .

Сократите время выхода на рынок

Поскольку аддитивное производство не требует инструментов, вы можете ускорить сроки производства. По сравнению со сроками поставки для литья под давлением, добавка обеспечивает сокращение времени выполнения заказа до 50%, что ускоряет процесс итерации и окончательное производство. В результате компании могут значительно сократить время разработки автомобилей, используя аддитивное производство.

Легко настраивайте автомобили

Отсутствие инструментов делает обновление дизайна и предоставление вариантов настройки проще и значительно дешевле. Благодаря аддитивному производству клиенты могут легко настроить все, от значков до кронштейнов, без значительного увеличения затрат или времени производства.

Избегайте ограничений цепочки поставок

Следование традиционным методам производства часто означает увязание в проблемах цепочки поставок, особенно в связи с недавними глобальными проблемами цепочки поставок. Аддитивное производство позволяет компаниям избежать многих из этих потенциальных узких мест, поскольку компании могут изготавливать детали везде, где у них или у их партнеров-производителей есть 3D-принтеры. Вместо того, чтобы ждать традиционных каналов производства и отгрузки, они могут проектировать и печатать детали по запросу из любого места.

Общее применение аддитивного производства в производстве электромобилей

Многие отрасли используют аддитивное производство при создании прототипов из-за его скорости и доступности, и индустрия электромобилей не исключение. Кроме того, компании используют аддитивное производство для экономичного создания приспособлений, приспособлений и других инструментов, необходимых для процессов производства и прототипирования.

Когда дело доходит до деталей для конечного использования, компании используют технологию 3D-печати для создания всего:от батарейных отсеков до рамок осветительных приборов. Корпуса, отделка, зажимы, значки, кронштейны, а также прокладка воздуха, жидкости и проводов могут быть напечатаны на 3D-принтере. Некоторые компании печатают зарядные порты, крышки разъемов, кинематику HVAC, крепления и крышки.

3D-печать становится все более популярной, когда речь идет об электрических разъемах, поскольку они часто имеют небольшие размеры и требуют предельной точности, что может увеличить стоимость традиционного литья пластмасс под давлением. В будущем можно будет даже печатать аккумуляторы для электромобилей на 3D-принтере в больших масштабах.

Производство компонентов электромобилей с помощью Fast Radius

Аддитивное производство предлагает производителям электромобилей множество преимуществ, и, вероятно, за ним будущее автомобильной промышленности. Однако переход от традиционных методов производства к аддитивному производству не обязательно будет легким для каждой организации.

Вот здесь и начинается сотрудничество с опытным партнером-производителем. В Fast Radius мы являемся экспертами в области аддитивного производства. Когда вы работаете с нами, мы поможем обеспечить готовность ваших 3D-деталей к производству — и вы также можете использовать наши онлайн-инструменты, чтобы изучить варианты дизайна, материалов и производства или начать коммерческое предложение. Готовы начать? Создайте учетную запись, чтобы загрузить свои проекты деталей, или свяжитесь с нами сегодня!

Чтобы узнать больше о стоимости 3D-печати, о том, чего ожидать в процессе аддитивного производства, и о многом другом, посетите наш ресурсный центр.