What are the applications of 3D printing in the automotive industry

Der 3D-Druck wird seit den 1980er Jahren eingesetzt. Seit etwas mehr als 30 Jahren wird der 3D-Druck, diese aufstrebende Technologie, in einer Reihe von Branchen eingesetzt. Angesichts der zunehmenden Nachfrage der Menschen nach personalisierten und maßgeschneiderten Automobilprodukten sowie der Schwierigkeiten wie der langen Zeit und den hohen Kosten für die Herstellung und Wartung einiger traditionell komplexer Prozessteile wird die 3D-Drucktechnologie von Automobilherstellern, Teilen und danach zunehmend bevorzugt -Vertriebsdienstleister. Wie wir alle wissen, ist die Automobilindustrie eine typische kapital- und technologieintensive Branche, und auch die Investitionen in die Forschung und Entwicklung neuer Autos sind sehr hoch. Infolgedessen erforschen Automobilhersteller, Teile- und Kundendienstlieferanten aktiv neue Technologien, um Materialkosten zu senken und die Effizienz zu verbessern. Anschließend begann man mit der Erforschung und Anwendung der 3D-Drucktechnologie im Bereich der Automobilteile, insbesondere in der Automobilherstellung und -wartung, die immer ausgereifter wurde.

Definition der 3D-Drucktechnologie

Die 3D-Drucktechnologie ist eine Art digitale Modelldatei, die auf der Verwendung von Pulvermetall oder Kunststoff und anderen Klebematerialien basiert und durch den 3D-Drucker Schicht für Schicht zum Aufbau der Objekttechnologie verwendet wird. Diese Technologie ermöglicht es uns, digitale Modelle mithilfe von CAD-Software (Computer Aided Design) in physische Objekte umzuwandeln. Zu den Anwendungen der 3D-Drucktechnologie gehören die Fertigung, medizinische Bereiche usw.

Die Vorteile der 3D-Drucktechnologie

1. Rapid Prototyping: 3D-Drucker bieten Rapid Prototyping, sodass Sie kundenspezifische Teile schnell entwerfen, produzieren und testen sowie Designs schnell ändern können, ohne die Geschwindigkeit des Druckprozesses zu beeinträchtigen.

2. Gestaltungsfreiheit: Mit dem 3D-Druck können Sie komplexe geometrische Formen herstellen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer herzustellen sind. Sie können das Design problemlos ändern und jede Art von Geometrie erstellen.

3. Abfall reduzieren: Beim 3D-Druck kommt ein additives Fertigungsverfahren zum Einsatz, bei dem nur die Materialien verwendet werden, die zur Herstellung der benötigten Teile benötigt werden. Herkömmliche Verarbeitungsmethoden zerschneiden große Stücke nicht wiederverwertbaren Materials, um Teile herzustellen, was zu einer Menge Abfall führt.

4. Kosten: Durch die Reduzierung des Materialabfalls reduziert der 3D-Druck die Produktionskosten, da Sie nur für die Materialien bezahlen, die Sie drucken müssen.

5. Drucken auf Abruf: Mit dem 3D-Druck können Sie auf Abruf drucken und so Lagerüberhänge und kostspielige Lagerbestände vermeiden. Es nutzt Just-in-Time-Bestandsverwaltungstechnologie, um Lagerplatz freizugeben, indem Designs nur dann genau in der benötigten Menge gedruckt werden, wenn sie benötigt werden.

6. Geschwindigkeit: Beim 3D-Druck können Teile je nach Komplexität und Teilegröße in nur wenigen Stunden gedruckt werden, während die Verarbeitung deutlich länger dauern kann.

7. Bieten Sie mehr Fertigungsmöglichkeiten: 3D-Druckverfahren bieten eine breite Palette an hergestellten Produkten. Es können individuell gestaltete und maßgeschneiderte Produkte hergestellt werden.

8. Leichter: Im 3D-Druck verwendete Kunststoffmaterialien sind viel leichter als Metall. Viele Autos verwenden 3D-gedruckte Teile, um ihre Fahrzeuge leichter und kraftstoffeffizienter zu machen.

9. Sparen Sie Lagerkosten: Der 3D-Druck produziert Produkte nur auf Abruf, sodass Sie sich keine Sorgen um Lagerraum oder Lager mit Überbeständen machen müssen.

10. Schaffen Sie mehr Arbeitsplätze: Durch den weit verbreiteten Einsatz des 3D-Drucks werden Arbeitsplätze für Ingenieure geschaffen, die Geräte entwerfen, und für Techniker, die den Lagerbestand verwalten und Probleme lösen. Immer mehr Künstler werden sich bei der Lieferung ihrer Produkte auf den Einsatz von 3D-Druck verlassen.

Nachteile der 3D-Drucktechnologie

1. Nicht für die Massenproduktion geeignet: Müssen viele Teile hergestellt werden, ist der 3D-Druck kein ideales Produktionsverfahren. Andere Verfahren wie Spritzguss können für den Druck großer Teile kostengünstig sein.

2. Begrenzte Materialien: Zur Herstellung von 3D-gedruckten Teilen können nur bestimmte Kunststoffe mit bestimmten mechanischen Eigenschaften verwendet werden. Einige 3D-Drucker können Metall verwenden, und die Metalloptionen sind begrenzt.

3. Begrenztes Bauvolumen: Die meisten 3D-Drucker verfügen über kleine Bauräume. Wenn Ihre gedruckten Teile größer als der Bauraum des Druckers sind, müssen Sie diese Teile in mehrere Teile aufteilen und sie während der Nachbearbeitung zusammenkleben.

4. Kosten für große Drucke steigen: Wenn Ihr Druck größer als der Bauraum ist, erhöhen sich die Druckkosten, da der Druck länger dauert. Der Prozess erfordert auch Handarbeit.

5. Weniger Arbeitsplätze in der Fertigung: Der 3D-Druck wird zu weniger Arbeitsplätzen in der Fertigung führen, was sich auf die Volkswirtschaften der Dritten Welt auswirken wird, insbesondere auf diejenigen, die auf gering qualifizierte Arbeitsplätze angewiesen sind.

6. Urheberrechtsprobleme: Der verstärkte Einsatz von 3D-Druckmechanismen kann zu zahlreichen Urheberrechtsproblemen führen. Dies wird die Tür für mehr gefälschte Produkte öffnen, insbesondere wenn die Produkte in digitalen Dateien vorliegen.

7. Nachbearbeitung: Der 3D-Druck muss gereinigt werden, um unterstützende Materialien zu entfernen und die Oberfläche der hergestellten Teile glatt zu machen. Dies verlangsamt den Prozess.

8. Herstellung gefährlicher Güter: Ohne entsprechende Regulierung kann der 3D-Druck zur Herstellung gefährlicher Güter wie Waffen und Falschgeld führen. Auch der Produktionsprozess kann Kontrollmechanismen untergraben.

9. Drucken nutzloser Gegenstände: 3D-Druck kann zur Herstellung umweltfreundlicher nutzloser Gegenstände führen.

10. Teileaufbau: Beim additiven Fertigungsverfahren werden Teile schichtweise gedruckt und müssen während des Druckprozesses miteinander verbunden werden. Wenn sich die Schichten trennen, zerbricht das Teil.

01. Fahrzeugersatzteile herstellen

Da das Auto beschädigt ist und repariert werden muss, bereiten 4S-Werkstätten und Autowerkstätten einige Teile vor. Da jedoch zu viele Autoteile vorhanden sind, ist es unmöglich, alle Teile zu reservieren, und die Lagerkosten sind hoch. Der kleine Markt mit wenigen Herstellern führt auch zu längeren Wartungszeiten.

Daher ist der 3D-Druck von Teilen zu einer neuen Art von Ersatzteilen geworden, und das Geschäft kann die benötigten Teile direkt im Geschäft drucken, was es ermöglicht, den Lagerdruck zu reduzieren und die Wartungszeit zu verkürzen.

Einerseits reduziert es den Lagerdruck, andererseits spart es Zeit bei der Teilebestellung und verbessert die Wartungseffizienz.

Zukünftig dürften digitale Modelle im Ersatzteillager dominieren.

02. Machen Sie Produktmuster

Automobil als umfassendes Produkt der modernen industriellen Zivilisation, vom Design bis zur Massenproduktion, Forschung und Entwicklung bei der Notwendigkeit, eine große Anzahl von Mustern herzustellen. Vor dem 3D-Druck wurden diese Muster per Hand, CNC und anderen Methoden bearbeitet.

Derzeit befinden sich in der Entwicklungsphase bereits zahlreiche Muster, die im 3D-Druck hergestellt werden. Mit der Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie werden die Vorteile kurzer Produktionszyklen, hoher Präzision und niedriger Kosten noch stärker hervorgehoben.

03. Massenproduktion von Teilen

Derzeit gibt es noch relativ wenige 3D-gedruckte Teile, die direkt in Serienfahrzeugen eingesetzt werden, und die meisten davon werden immer noch als Testteile verwendet.

Es ist nicht so, dass die Qualität von 3D-gedruckten Teilen nicht gut wäre, aber die aktuelle 3D-Druckgeschwindigkeit kann den Anforderungen der Massenproduktion nicht gerecht werden.

Daher werden die aktuellen 3D-gedruckten Teile nur in einigen relativ kleinen Produktionsmodellen verwendet, beispielsweise in verschiedenen Supersportwagen, F1-Autos und als modifizierte Teile.

Aufgrund des hohen Individualisierungsgrads und der geringen Formeinschränkungen des 3D-Drucks können einige topologisch optimierte Teile hergestellt werden, die häufig eine komplexe Geometrie aufweisen und leichter und leistungsstärker als die Originalteile sind.

Derzeit erhöhen die führenden Hersteller der Automobilindustrie ihre Investitionen in die Forschung und Entwicklung der 3D-Drucktechnologie. Es besteht die Hoffnung, dass die 3D-Drucktechnologie zur Massenproduktion von Teilen und zur Verbesserung der Leistung von Autos eingesetzt werden kann.

04. Verwirklichen Sie den verteilten Produktionsmodus

Wie wir alle wissen, ist die Automobilindustrie eine hochkonzentrierte Branche. Eine große Anzahl von Teilen wird an Fabriken geliefert, am Fließband zu kompletten Fahrzeugen zusammengebaut und dann zum Verkauf in die ganze Welt verschickt.

Der damit verbundene Transport kostet viel Zeit und Geld. Beispielsweise wird die Produktion des neuen französischen Autos Citroën auf die Produktion in Chengdu konzentriert und dann in den weltweiten Verkauf geschickt.

Durch 3D-Druck kann eine verteilte Produktion realisiert werden, und das Chassis und verschiedene Teile können lokal in 3D gedruckt und dann zusammengebaut werden.

05. Drucken Sie das ganze Auto aus

Aus heutiger Sicht ist das gedruckte Fahrzeug noch ein gewisses Stück von der Massenproduktion entfernt, aber im Laufe der Jahre gibt es auch eine Vielzahl von 3D-gedruckten Autos und Elektrofahrzeugen.

Die aktuelle 3D-Drucktechnologie kann bereits zum Drucken des gesamten Fahrzeugchassis, Rahmens, der Tür usw. verwendet werden, und das 3D-gedruckte Chassis und andere Teile können in mehrere Teile integriert und in einem gedruckt werden, was nicht nur die Montagezeit verkürzen kann , sondern verbessern auch die Festigkeit.

Allerdings ist es derzeit durch die Druckgeschwindigkeit begrenzt und verfügt nicht über die Kapazität für eine Massenproduktion. Wenn die Druckgeschwindigkeit auf ein bestimmtes Niveau ansteigt, ist der 3D-Druck von Produktionsfahrzeugen nicht unmöglich.

Aus dieser Perspektive werden die zukünftigen Auswirkungen auf die Automobilindustrie enorm sein, wenn die 3D-Drucktechnologie bis zu einem gewissen Grad entwickelt ist.