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

Druk 3D jest stosowany od lat 80. XX wieku, czyli nieco ponad 30 lat. Druk 3D to nowa technologia znalazła zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania ludzi na spersonalizowane i dostosowane do potrzeb produkty motoryzacyjne, a także trudnościami, takimi jak długi czas i wysokie koszty produkcji i konserwacji niektórych tradycyjnych, złożonych części procesów, technologia druku 3D jest coraz bardziej preferowana przez producentów samochodów, części i serwisantów. -dostawcy usług sprzedaży. Jak wszyscy wiemy, przemysł motoryzacyjny jest typową branżą wymagającą dużych nakładów kapitałowych i technologii, a inwestycje w badania i rozwój nowych samochodów są również bardzo duże. W rezultacie firmy samochodowe, dostawcy części i usług posprzedażnych aktywnie poszukują nowych technologii w celu zmniejszenia kosztów materiałów i poprawy wydajności. Następnie technologia druku 3D zaczęła być badana i stosowana w dziedzinie części samochodowych, zwłaszcza w produkcji i konserwacji samochodów, która stała się coraz bardziej dojrzała.

Definicja technologii druku 3D

Technologia druku 3D to rodzaj pliku modelu cyfrowego opartego na zastosowaniu proszków metalowych lub tworzyw sztucznych i innych materiałów klejących, za pomocą drukarki 3D, warstwa po warstwie, w celu skonstruowania technologii obiektowej. Technologia ta pozwala na konwersję modeli cyfrowych na obiekty fizyczne za pomocą oprogramowania CAD (Computer Aided Design). Zastosowania technologii druku 3D obejmują produkcję, dziedziny medycyny i tak dalej.

Zalety technologii druku 3D

1. Szybkie prototypowanie: drukarki 3D oferują szybkie prototypowanie, umożliwiając szybkie projektowanie, produkcję i testowanie niestandardowych części oraz szybkie modyfikowanie projektów bez wpływu na szybkość procesu drukowania.

2. Swoboda projektowania: druk 3D pozwala na tworzenie skomplikowanych kształtów geometrycznych, które są trudne do wykonania tradycyjnymi metodami produkcji. Z łatwością możesz zmodyfikować projekt i wykonać dowolny rodzaj geometrii.

3. Zmniejsz ilość odpadów: druk 3D wykorzystuje proces wytwarzania przyrostowego, w którym wykorzystywane są wyłącznie materiały potrzebne do wytworzenia wymaganych części. Tradycyjne metody przetwarzania polegają na wycinaniu dużych kawałków materiału nienadającego się do recyklingu w celu wytworzenia części, co skutkuje dużą ilością odpadów.

4. Koszt: Ze względu na redukcję odpadów materiałowych druk 3D zmniejsza koszty produkcji, ponieważ płacisz tylko za materiały potrzebne do wydrukowania.

5. Druk na żądanie: druk 3D umożliwia drukowanie na żądanie, unikając nawisów magazynowych i kosztownych zapasów. Wykorzystuje technologię zarządzania zapasami na czas, aby zwolnić miejsce w magazynie, drukując projekty w dokładnej ilości potrzebnej tylko wtedy, gdy jest to potrzebne.

6. Szybkość: druk 3D pozwala wydrukować części w ciągu zaledwie kilku godzin, w zależności od złożoności i rozmiaru części, podczas gdy przetwarzanie może trwać znacznie dłużej.

7. Zapewnij więcej opcji produkcyjnych: metody druku 3D oferują szeroką gamę wytwarzanych produktów. Może produkować indywidualnie zaprojektowane i spersonalizowane produkty.

8. Lżejsze: tworzywa sztuczne stosowane w druku 3D są znacznie lżejsze niż metal. Wiele samochodów wykorzystuje części drukowane w 3D, aby uczynić swoje pojazdy lżejszymi i bardziej oszczędnymi pod względem zużycia paliwa.

9. Oszczędzaj na kosztach magazynowania: druk 3D wytwarza produkty wyłącznie na żądanie, więc nie musisz się martwić o przestrzeń magazynową lub magazyny z nadmiarem zapasów.

10. Utwórz więcej miejsc pracy: powszechne wykorzystanie druku 3D stworzy miejsca pracy dla inżynierów zajmujących się projektowaniem sprzętu i techników, którzy będą utrzymywać zapasy i rozwiązywać problemy. Coraz więcej artystów będzie polegało na wykorzystaniu druku 3D do dostarczania swoich produktów.

Wady technologii druku 3D

1. Nie nadaje się do produkcji masowej: Jeśli trzeba wyprodukować dużą liczbę części, druk 3D nie jest idealnym procesem produkcyjnym. Inne metody, takie jak formowanie wtryskowe, mogą być opłacalne w przypadku drukowania dużych części.

2. Ograniczone materiały: do produkcji części drukowanych w 3D można używać wyłącznie określonych tworzyw sztucznych o określonych właściwościach mechanicznych. Niektóre drukarki 3D mogą wykorzystywać metal, a opcje metalu są ograniczone.

3. Ograniczona objętość kompilacji: większość drukarek 3D ma małe pomieszczenia do budowy, a jeśli wydrukowane części są większe niż pomieszczenie do budowy drukarki, będziesz musiał podzielić te części na wiele części i skleić je ze sobą podczas przetwarzania końcowego.

4. Zwiększają się koszty drukowania dużych rozmiarów: jeśli wydruk jest większy niż pomieszczenie produkcyjne, koszt drukowania wzrośnie, ponieważ drukowanie będzie trwało dłużej. Proces ten wymaga również pracy fizycznej.

5. Mniej miejsc pracy w sektorze produkcyjnym: druk 3D doprowadzi do zmniejszenia liczby miejsc pracy w sektorze produkcyjnym, co będzie miało wpływ na gospodarki trzeciego świata, zwłaszcza te, które opierają się na stanowiskach pracy wymagających niskich kwalifikacji.

6. Kwestie dotyczące praw autorskich: Częste wykorzystanie mechanizmów drukowania 3D może prowadzić do wielu problemów związanych z prawami autorskimi. Otworzy to drzwi dla większej liczby podrabianych produktów, zwłaszcza jeśli produkty te istnieją w plikach cyfrowych.

7. Obróbka końcowa: druk 3D należy oczyścić, aby usunąć materiały pomocnicze i zapewnić gładkość powierzchni wyprodukowanych części. To spowalnia proces.

8. Produkcja towarów niebezpiecznych: Bez odpowiednich przepisów druk 3D może prowadzić do produkcji towarów niebezpiecznych, takich jak broń i fałszywe pieniądze. Proces produkcyjny może również podważyć mechanizmy kontrolne.

9. Drukowanie bezużytecznych przedmiotów: drukowanie 3D może prowadzić do wytwarzania bezużytecznych przedmiotów nieprzyjaznych dla środowiska.

10. Struktura części: W procesie wytwarzania przyrostowego części są drukowane warstwowo i muszą być ze sobą połączone podczas procesu drukowania. Jeśli warstwy się rozdzielą, część pęknie.

01. Wykonuj części zamienne do pojazdów

Ponieważ samochód ulegnie uszkodzeniu i będzie wymagał naprawy, sklepy 4S i warsztaty samochodowe przygotują niektóre części. Ponieważ jednak części samochodowych jest zbyt wiele, nie da się zarezerwować każdej części, a koszty magazynowania będą wysokie. Mały rynek z niewielką liczbą producentów prowadzi również do wydłużenia czasu konserwacji.

Dlatego drukowanie 3D części stało się nowym sposobem na części zamienne, a sklep może wydrukować wymagane części bezpośrednio w sklepie, co pozwala zmniejszyć presję magazynową i skrócić czas konserwacji.

Z jednej strony zmniejsza ciśnienie magazynowe, z drugiej oszczędza czas zamawiania części i poprawia efektywność utrzymania ruchu.

W przyszłości magazyny części zostaną prawdopodobnie zdominowane przez modele cyfrowe.

02. Zrób próbki produktów

Samochód jako kompleksowy produkt współczesnej cywilizacji przemysłowej, od projektu po masową produkcję, prace badawczo-rozwojowe w okresie konieczności wytwarzania dużej liczby próbek. Przed drukiem 3D próbki te były przetwarzane ręcznie, CNC i innymi metodami.

Obecnie, na etapie rozwoju, powstaje już duża liczba próbek metodą druku 3D. Wraz z rozwojem technologii druku 3D, zalety krótkiego cyklu produkcyjnego, wysokiej precyzji i niskich kosztów zostaną jeszcze bardziej podkreślone.

03. Masowa produkcja części

Obecnie części drukowane w 3D są nadal stosunkowo nieliczne i stosowane bezpośrednio w pojazdach produkowanych masowo, a większość z nich jest nadal wykorzystywana jako części testowe.

Nie chodzi o to, że jakość wydrukowanych części 3D jest zła, ale obecna prędkość drukowania 3D nie jest w stanie zaspokoić potrzeb masowej produkcji.

Dlatego obecne części drukowane w 3D są używane tylko w niektórych stosunkowo małych modelach produkcyjnych, takich jak różne supersamochody, samochody F1, oraz jako części zmodyfikowane.

Ze względu na wysoki stopień dostosowania i niewielkie ograniczenia formowania w druku 3D, można wyprodukować niektóre zoptymalizowane topologicznie części, które często mają złożoną geometrię, są lżejsze i mają lepszą wydajność niż części oryginalne.

Obecnie czołowi producenci branży motoryzacyjnej zwiększają swoje inwestycje w badania i rozwój technologii druku 3D. Mamy nadzieję, że technologię druku 3D uda się wykorzystać do masowej produkcji części i zapewnić lepszą wydajność samochodów.

04. Zrealizuj rozproszony tryb produkcji

Jak wszyscy wiemy, branża motoryzacyjna jest branżą silnie skoncentrowaną, duża liczba części wysyłana jest do fabryk, montowana na linii produkcyjnej w kompletne pojazdy, a następnie wysyłana po całym świecie w celu sprzedaży.

Związany z tym transport pochłania dużo czasu i pieniędzy. Na przykład nowy francuski samochód Citroen jest skoncentrowany w produkcji w Chengdu, a następnie wysyłany do globalnej sprzedaży.

Druk 3D umożliwia produkcję rozproszoną, a podwozie i różne części można wydrukować lokalnie, a następnie zmontować.

05. Wydrukuj cały samochód

Z obecnego punktu widzenia drukowany pojazd jest jeszcze w pewnym stopniu oddalony od masowej produkcji, jednak z biegiem lat różnorodności samochodów drukowanych w 3D i pojazdów elektrycznych również nie brakuje.

Obecną technologię druku 3D można już wykorzystać do wydrukowania całego podwozia pojazdu, ramy, drzwi itp., a wydrukowane w 3D podwozie i inne części można zintegrować z wieloma częściami i wydrukować w jedną, co może nie tylko skrócić czas montażu , ale także poprawić jędrność.

Jednak obecnie jest ona ograniczona szybkością druku i nie ma możliwości masowej produkcji. Gdy prędkość drukowania wzrośnie do pewnego etapu, produkcja samochodów drukujących 3D nie będzie niemożliwa.

Z tej perspektywy, gdy technologia druku 3D zostanie w pewnym stopniu rozwinięta, przyszły wpływ na przemysł motoryzacyjny będzie ogromny.