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

L'impression 3D est appliquée depuis les années 1980, soit un peu plus de 30 ans. L'impression 3D, cette technologie émergente, a été appliquée à un certain nombre d'industries. Avec l'amélioration de la demande des gens pour des produits automobiles personnalisés, ainsi que des difficultés telles que la longue durée et le coût élevé de fabrication et de maintenance de certaines pièces de processus complexes traditionnelles, la technologie d'impression 3D est de plus en plus favorisée par les constructeurs automobiles, les pièces et après -fournisseurs de services de vente. Comme nous le savons tous, l'industrie automobile est une industrie typique à forte intensité de capital et de technologie, et les investissements dans la recherche et le développement de nouvelles voitures sont également très importants. En conséquence, les constructeurs automobiles, les fournisseurs de pièces détachées et de services après-vente explorent activement de nouvelles technologies pour réduire les coûts des matériaux et améliorer l'efficacité. La technologie d’impression 3D a alors commencé à être explorée et appliquée dans le domaine des pièces automobiles, en particulier dans la fabrication et la maintenance automobiles, qui sont devenues de plus en plus matures.

Définition de la technologie d'impression 3D

La technologie d'impression 3D est une sorte de fichier de modèle numérique basé sur l'utilisation de poudre de métal ou de plastique et d'autres matériaux adhésifs, via l'imprimante 3D, couche par couche pour construire la technologie de l'objet. Cette technologie nous permet de convertir des modèles numériques en objets physiques grâce à un logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur). Les applications de la technologie d’impression 3D incluent la fabrication, les domaines médicaux, etc.

Les avantages de la technologie d'impression 3D

1. Prototypage rapide : les imprimantes 3D offrent un prototypage rapide, vous permettant de concevoir, produire et tester rapidement des pièces personnalisées et de modifier rapidement les conceptions sans affecter la vitesse du processus d'impression.

2. Liberté de conception : l’impression 3D vous permet de réaliser des formes géométriques complexes difficiles à réaliser avec les méthodes de fabrication traditionnelles. Vous pouvez facilement modifier le design et créer tout type de géométrie.

3. Réduire les déchets : l'impression 3D utilise un processus de fabrication additive, où les seuls matériaux utilisés sont ceux nécessaires à la production des pièces requises. Les méthodes de traitement traditionnelles coupent de gros morceaux de matériaux non recyclables pour produire des pièces, ce qui génère beaucoup de déchets.

4. Coût : En raison de la réduction des déchets de matériaux, l’impression 3D réduit les coûts de production car vous ne payez que les matériaux dont vous avez besoin pour imprimer.

5. Impression à la demande : l'impression 3D vous permet d'imprimer à la demande, évitant ainsi les stocks excédentaires et les stocks coûteux. Il utilise une technologie de gestion des stocks juste à temps pour libérer de l'espace d'inventaire en imprimant des conceptions dans la quantité exacte nécessaire uniquement lorsque cela est nécessaire.

6. Vitesse : l’impression 3D peut imprimer des pièces en quelques heures seulement, en fonction de la complexité et de la taille de la pièce, tandis que le traitement peut prendre beaucoup plus de temps.

7. Offrir plus d’options de fabrication : les méthodes d’impression 3D offrent une large gamme de produits manufacturés. Elle peut produire des produits conçus individuellement et personnalisés.

8. Plus léger : Les matériaux plastiques utilisés dans l’impression 3D sont beaucoup plus légers que le métal. De nombreuses voitures utilisent des pièces imprimées en 3D pour rendre leurs véhicules plus légers et plus économes en carburant.

9. Économisez sur les coûts d'entreposage : l'impression 3D produit uniquement des produits à la demande, vous n'avez donc pas à vous soucier de l'espace de stockage ou des entrepôts avec des stocks excédentaires.

10. Créer plus d'emplois : L'utilisation généralisée de l'impression 3D créera des emplois pour les ingénieurs chargés de concevoir des équipements et des techniciens qui maintiendront les stocks et résoudront les problèmes. De plus en plus d’artistes s’appuieront sur l’utilisation de l’impression 3D pour livrer leurs produits.

Inconvénients de la technologie d'impression 3D

1. Ne convient pas à la production de masse : Si un grand nombre de pièces doivent être produites, l’impression 3D n’est pas un processus de production idéal. D’autres méthodes, telles que le moulage par injection, peuvent s’avérer rentables pour imprimer de grandes pièces.

2. Matériaux limités : seuls des plastiques spécifiques présentant certaines propriétés mécaniques peuvent être utilisés pour produire des pièces imprimées en 3D. Certaines imprimantes 3D peuvent utiliser du métal et les options en métal sont limitées.

3. Volume de construction limité : la plupart des imprimantes 3D ont de petites salles de construction, et si vos pièces imprimées sont plus grandes que la salle d'impression, vous devrez diviser ces pièces en plusieurs parties et les coller ensemble pendant le post-traitement.

4. Les coûts d'impression importants augmentent : si votre impression est plus grande que la salle de fabrication, le coût d'impression augmentera car l'impression prendra plus de temps. Le processus nécessite également du travail manuel.

5. Moins d’emplois dans le secteur manufacturier : l’impression 3D entraînera une diminution des emplois dans le secteur manufacturier, ce qui aura un impact sur les économies du tiers monde, en particulier celles qui dépendent d’emplois peu qualifiés.

6. Problèmes de droits d’auteur : l’utilisation accrue des mécanismes d’impression 3D peut entraîner de nombreux problèmes de droits d’auteur. Cela ouvrira la porte à davantage de produits contrefaits, surtout si les produits existent sous forme de fichiers numériques.

7. Post-traitement : l’impression 3D doit être nettoyée pour éliminer les matériaux de support et rendre la surface des pièces produites lisse. Cela ralentit le processus.

8. Fabrication de marchandises dangereuses : sans réglementation appropriée, l’impression 3D peut conduire à la fabrication de marchandises dangereuses telles que des armes à feu et de la fausse monnaie. Le processus de production peut également saper les mécanismes de contrôle.

9. Impression d’objets inutiles : L’impression 3D peut conduire à la fabrication d’objets inutiles et peu respectueux de l’environnement.

10. Structure des pièces : Dans le processus de fabrication additive, les pièces sont imprimées en couches et doivent être collées les unes aux autres pendant le processus d'impression. Si les couches se séparent, la pièce se brisera.

01. Fabriquer des pièces détachées pour véhicules

Parce que la voiture sera endommagée et devra être réparée, les ateliers 4S et les ateliers de réparation automobile prépareront certaines pièces. Cependant, comme il y a trop de pièces détachées automobiles, il est impossible de réserver toutes les pièces et les coûts d'inventaire seront élevés. Le petit marché avec peu de fabricants entraîne également des temps de maintenance prolongés.

Par conséquent, l'impression de pièces en 3D est devenue une nouvelle façon de produire des pièces de rechange, et le magasin peut imprimer les pièces requises directement dans le magasin, ce qui permet de réduire la pression des stocks et de réduire le temps de maintenance.

D'une part, cela réduit la pression des stocks, et d'autre part, cela permet de gagner du temps lors de la commande de pièces et d'améliorer l'efficacité de la maintenance.

À l’avenir, les entrepôts de pièces détachées seront probablement dominés par les modèles numériques.

02. Faire des échantillons de produits

L'automobile en tant que produit complet de la civilisation industrielle moderne, de la conception à la production de masse, en passant par la recherche et le développement, lors de la nécessité de produire un grand nombre d'échantillons. Avant l’impression 3D, ces échantillons étaient traités à la main, par CNC et par d’autres méthodes.

À l’heure actuelle, au stade du développement, un grand nombre d’échantillons sont déjà produits par impression 3D. Avec les progrès de la technologie d’impression 3D, les avantages d’un cycle de production court, d’une haute précision et d’un faible coût seront encore davantage mis en évidence.

03. Production de pièces en série

À l’heure actuelle, les pièces imprimées en 3D sont encore relativement peu nombreuses à être directement appliquées aux véhicules produits en série, et la plupart d’entre elles sont encore utilisées comme pièces de test.

Ce n’est pas que la qualité des pièces imprimées en 3D ne soit pas bonne, mais la vitesse d’impression 3D actuelle ne peut pas répondre aux besoins de la production de masse.

Par conséquent, les pièces imprimées en 3D actuelles ne sont utilisées que dans certains modèles de production relativement petits, tels que diverses supercars, voitures de F1 et comme pièces modifiées.

En raison du degré élevé de personnalisation et des petites limitations de moulage de l'impression 3D, certaines pièces topologiquement optimisées peuvent être fabriquées, qui ont souvent une géométrie complexe, plus légères et de meilleures performances que les pièces d'origine.

À l’heure actuelle, les principaux fabricants de l’industrie automobile augmentent leurs investissements dans la recherche et le développement de technologies d’impression 3D. On espère que la technologie d’impression 3D pourra être utilisée pour produire en masse des pièces et apporter de meilleures performances aux voitures.

04. Réaliser un mode de production distribué

Comme nous le savons tous, l’industrie automobile est une industrie très concentrée : un grand nombre de pièces sont expédiées vers les usines, assemblées sur la chaîne de production pour former des véhicules complets, puis expédiées dans le monde entier pour être vendues.

Le transport impliqué prend beaucoup de temps et d’argent. Par exemple, la nouvelle voiture française Citroën est concentrée dans la production de Chengdu, puis envoyée aux ventes mondiales.

L'impression 3D peut réaliser une production distribuée, et le châssis et diverses pièces peuvent être imprimés en 3D localement puis assemblés.

05. Imprimez toute la voiture

Du point de vue actuel, les véhicules imprimés sont encore loin de la production de masse, mais au fil des années, une variété de voitures et de véhicules électriques imprimés en 3D sont également nombreux.

La technologie d'impression 3D actuelle peut déjà être utilisée pour imprimer l'ensemble du châssis, du cadre, de la porte, etc. du véhicule, et le châssis imprimé en 3D et d'autres pièces peuvent être intégrés à plusieurs pièces et imprimés en une seule, ce qui peut non seulement réduire le temps d'assemblage. , mais aussi améliorer la fermeté.

Cependant, elle est actuellement limitée par la vitesse d’impression et n’a pas la capacité de produire en série. Lorsque la vitesse d’impression augmente jusqu’à un certain stade, l’impression 3D de voitures de production n’est pas impossible.

De ce point de vue, lorsque la technologie d’impression 3D sera développée dans une certaine mesure, l’impact futur sur l’industrie automobile sera énorme.