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

3D-печать применяется с 1980-х годов, чуть более 30 лет назад эта новая технология 3D-печати нашла применение в ряде отраслей промышленности. С ростом спроса людей на персонализированную и индивидуализированную автомобильную продукцию, а также с такими трудностями, как длительная и высокая стоимость производства и обслуживания некоторых традиционных сложных технологических деталей, технология 3D-печати становится все более популярной среди автомобильных компаний, производителей запчастей и после - поставщики услуг по продажам. Как мы все знаем, автомобильная промышленность является типичной капиталоемкой и технологичной отраслью, и инвестиции в исследования и разработки новых автомобилей также очень велики. В результате автомобильные компании, поставщики запчастей и послепродажного обслуживания активно изучают новые технологии для снижения материальных затрат и повышения эффективности. Затем технологии 3D-печати начали исследовать и применять в области автомобильных деталей, особенно в производстве и обслуживании автомобилей, которые становятся все более зрелыми.

Определение технологии 3D-печати

Технология 3D-печати — это своего рода файл цифровой модели, основанный на использовании порошкового металла или пластика и других клеящих материалов на 3D-принтере, слой за слоем для построения технологии объекта. Эта технология позволяет нам преобразовывать цифровые модели в физические объекты с помощью программного обеспечения САПР (компьютерного проектирования). Применение технологии 3D-печати включает производство, медицину и т. д.

Преимущества технологии 3D-печати

1. Быстрое прототипирование: 3D-принтеры обеспечивают быстрое прототипирование, позволяя быстро проектировать, производить и тестировать нестандартные детали, а также быстро изменять конструкции, не влияя на скорость процесса печати.

2. Свобода дизайна: 3D-печать позволяет создавать сложные геометрические формы, которые сложно изготовить традиционными методами производства. Вы можете легко изменить дизайн и создать любую геометрию.

3. Сокращение отходов: 3D-печать использует процесс аддитивного производства, при котором используются только те материалы, которые необходимы для производства необходимых деталей. Традиционные методы обработки разрезают большие куски неперерабатываемого материала на производство деталей, что приводит к образованию большого количества отходов.

4. Стоимость: благодаря сокращению отходов материала 3D-печать снижает производственные затраты, поскольку вы платите только за те материалы, которые вам нужны для печати.

5. Печать по требованию: 3D-печать позволяет печатать по требованию, избегая переизбытка и дорогостоящих запасов. Он использует технологию оперативного управления запасами, чтобы освободить место на складе, печатая дизайны в точном объеме, только когда это необходимо.

6. Скорость: 3D-печать позволяет напечатать детали всего за несколько часов, в зависимости от сложности и размера детали, а обработка может занять гораздо больше времени.

7. Предоставьте больше возможностей производства: методы 3D-печати предлагают широкий спектр производимой продукции. Он может производить продукцию по индивидуальному дизайну и индивидуальному заказу.

8. Легче: пластиковые материалы, используемые в 3D-печати, намного легче металла. Многие автомобили используют детали, напечатанные на 3D-принтере, чтобы сделать свои автомобили легче и экономичнее.

9. Экономьте на складских расходах: 3D-печать производит продукцию только по запросу, поэтому вам не придется беспокоиться о складских помещениях или складах с избыточным запасом.

10. Создайте больше рабочих мест. Широкое использование 3D-печати создаст рабочие места для инженеров, занимающихся проектированием оборудования, и технических специалистов, которые будут поддерживать инвентарь и решать проблемы. Все больше художников будут использовать 3D-печать для создания своей продукции.

Недостатки технологии 3D-печати.

1. Не подходит для массового производства: если необходимо изготовить большое количество деталей, то 3D-печать не является идеальным производственным процессом. Другие методы, такие как литье под давлением, могут быть экономически эффективными для печати крупных деталей.

2. Ограниченные материалы: для изготовления 3D-печатных деталей можно использовать только определенные пластики с определенными механическими свойствами. Некоторые 3D-принтеры могут использовать металл, но возможности металла ограничены.

3. Ограниченный объем сборки: большинство 3D-принтеров имеют небольшие помещения для сборки, и если ваши напечатанные детали больше, чем помещение для сборки принтера, вам придется разделить эти части на несколько частей и склеить их вместе во время постобработки.

4. Затраты на большую печать увеличиваются. Если размер вашей печати превышает площадь помещения для печати, стоимость печати увеличится, поскольку печать займет больше времени. Этот процесс также требует ручного труда.

5. Меньше рабочих мест на производстве: 3D-печать приведет к сокращению рабочих мест на производстве, что окажет влияние на экономику стран третьего мира, особенно на те, которые полагаются на низкоквалифицированные рабочие места.

6. Проблемы с авторским правом. Более широкое использование механизмов 3D-печати может привести к множеству проблем с авторским правом. Это откроет двери для большего количества контрафактной продукции, особенно если она существует в цифровых файлах.

7. Постобработка: 3D-печать необходимо очистить, чтобы удалить поддерживающие материалы и сделать поверхность изготовленных деталей гладкой. Это замедляет процесс.

8. Производство опасных товаров. Без надлежащего регулирования 3D-печать может привести к производству опасных товаров, таких как оружие и фальшивые деньги. Производственный процесс также может подорвать механизмы контроля.

9. Печать бесполезных предметов: 3D-печать может привести к производству экологически вредных бесполезных предметов.

10. Структура детали. В процессе аддитивного производства детали печатаются слоями и должны быть склеены друг с другом в процессе печати. Если слои разделятся, деталь сломается.

01. Делаем запасные части для автомобилей

Поскольку автомобиль будет поврежден и его необходимо будет отремонтировать, магазины 4S и автомастерские подготовят некоторые детали. Однако из-за слишком большого количества автомобильных запчастей невозможно зарезервировать каждую деталь, и затраты на складские запасы будут высокими. Небольшой рынок с небольшим количеством производителей также приводит к увеличению времени технического обслуживания.

Таким образом, 3D-печать деталей стала новым способом приобретения запасных частей, и магазин может печатать необходимые детали прямо в магазине, что позволяет снизить нагрузку на складские запасы и сократить время обслуживания.

С одной стороны, это снижает нагрузку на складские запасы, а с другой стороны, экономит время на заказ запчастей и повышает эффективность технического обслуживания.

В будущем на складах запчастей, вероятно, будут доминировать цифровые модели.

02. Сделать образцы продукции

Автомобиль как комплексный продукт современной индустриальной цивилизации, от проектирования до массового производства, научных исследований и разработок в условиях необходимости производства большого количества образцов. Перед 3D-печатью эти образцы обрабатывались вручную, на станках с ЧПУ и другими методами.

В настоящее время на стадии разработки уже находится большое количество образцов, изготовленных методом 3D-печати. С развитием технологии 3D-печати преимущества короткого производственного цикла, высокой точности и низкой стоимости будут еще больше подчеркиваться.

03. Массовое производство деталей

В настоящее время 3D-печатные детали по-прежнему относительно мало применяются непосредственно в автомобилях массового производства, и большинство из них все еще используются в качестве тестовых деталей.

Дело не в том, что качество 3D-печатных деталей плохое, но текущая скорость 3D-печати не может удовлетворить потребности массового производства.

Таким образом, текущие 3D-печатные детали используются только в некоторых относительно небольших серийных моделях, таких как различные суперкары, автомобили Формулы-1, а также в качестве модифицированных деталей.

Благодаря высокой степени индивидуальной настройки и небольшим ограничениям 3D-печати при формовании можно изготовить некоторые топологически оптимизированные детали, которые часто имеют сложную геометрию, легче и имеют лучшие характеристики, чем оригинальные детали.

В настоящее время ведущие производители автомобильной промышленности увеличивают свои инвестиции в исследования и разработки технологий 3D-печати. Есть надежда, что технологию 3D-печати можно будет использовать для массового производства деталей и повышения производительности автомобилей.

04. Реализовать распределенный режим производства

Как мы все знаем, автомобильная промышленность — это высококонцентрированная отрасль: большое количество деталей отправляется на заводы, собирается на производственной линии в целые автомобили, а затем отправляется по всему миру для продажи.

Транспортировка требует много времени и денег. Например, производство нового французского автомобиля Citroen концентрируется в Чэнду, а затем отправляется на мировые продажи.

3D-печать позволяет реализовать распределенное производство, а шасси и различные детали можно напечатать на 3D-принтере локально, а затем собрать.

05. Распечатать всю машину

С нынешней точки зрения, печатный автомобиль все еще находится на определенном расстоянии от массового производства, но с годами разнообразных 3D-печатных автомобилей и электромобилей также стало много.

Текущую технологию 3D-печати уже можно использовать для печати всего шасси автомобиля, рамы, двери и т. д., а 3D-напечатанное шасси и другие детали могут быть интегрированы с несколькими деталями и напечатаны в одной, что может не только сократить время сборки. , но и улучшить твердость.

Однако в настоящее время он ограничен скоростью печати и не имеет возможностей для массового производства. Когда скорость печати увеличивается до определенного уровня, производство 3D-печати автомобилей становится невозможным.

С этой точки зрения, когда технология 3D-печати достигнет определенной степени, будущее влияние на автомобильную промышленность будет огромным.