Budući potencijal 3D ispisa u automobilskom sektoru

3D ispis ima značajan budući potencijal u automobilskom sektoru, s prostorom za rast u tri glavne smjernice: produbljivanje prednosti koje već nudi danas, otključavanje širih aplikacija nakon što se prevladaju trenutna tehnička uska grla i poticanje usmjerenog razvoja u nekolicini specifičnih područja primjene. Odjeljci u nastavku proširuju svaki od ovih smjerova.

Primjene dizajna nastavit će se produbljivati. Automobilska proizvodnja već je jedno od najvažnijih područja primjene metalnog 3D printanja, a njegove prednosti u fazi projektiranja posebno dolaze do izražaja. Dizajneri mogu koristiti brzu-prirodu izrade prototipova 3D ispisa za izradu konceptnih modela u roku od nekoliko sati ili dana. U usporedbi s tradicionalnim ručno{6}}izrađenim glinenim modelima - procesom koji je povijesno zahtijevao da vješti modelari rade danima ili čak tjednima kako bi preveli stilističku skicu u fizički oblik - 3D ispis može pretvoriti datoteku 3D dizajna u fizički objekt preciznije i u daleko kraćem vremenu, značajno poboljšavajući učinkovitost proizvodnje automobilskog dizajna. Brojni veliki proizvođači već su usvojili ovaj pristup, uključujući dizajnerske centre u BMW-u i Mercedes-Benzu, gdje se 3D-ispisani modeli rutinski koriste za procjenu površinskih oblika i proporcija prije nego što se obvežu na skuplji alat. Gledajući unaprijed, očekuje se da će primjena 3D ispisa u procesu dizajna ići još dublje. Umjesto da bude ograničen na vanjski stil i istraživanje i razvoj, vjerojatno će igrati sve značajniju ulogu iu unutarnjem strukturnom dizajnu i dizajnu funkcionalnih komponenti, omogućujući složenija i inovativnija dizajnerska rješenja uz daljnje skraćivanje ukupnog ciklusa razvoja novog-vozila.

Odabir materijala i proizvodnja prototipa nastavit će se poboljšavati. 3D ispis već nudi širok raspon izbora materijala, što proizvođačima omogućuje proizvodnju prototipa s različitim mehaničkim svojstvima i preciznim funkcionalnim karakteristikama. To proizvođačima daje mogućnost ranog prepoznavanja i ispravljanja pogrešaka u dizajnu, minimizirajući troškove pogrešaka prije nego što se prošire nizvodno u alate i proizvodnju. Kako znanost o materijalima napreduje, sve veći broj novih vrsta materijala prilagođenih proizvodnji automobila vjerojatno će postati dostupan za 3D ispis, dodatno poboljšavajući kvalitetu i izvedbu prototipa i bolje ispunjavajući specijalizirane materijalne zahtjeve različitih komponenti vozila - od toplinski-polimera otpornih-za primjenu ispod-kaube do legura veće-čvrstoće za konstrukcijske prototipove.

Proizvodnja alata i učvršćenja bit će nadograđena. 3D ispis nudi brzu, točnu metodu za proizvodnju šablona, ​​učvršćenja i drugog proizvodnog alata, značajno smanjujući troškove i vrijeme potrebno za proizvodnju ovih alata - što zauzvrat poboljšava kapacitet, učinkovitost i kvalitetu za proizvođače automobila. Specifične primjene za proizvodne alate već uključuju vodo-topljive jezgre, alate omotane{-ugljičnim-vlaknima i kalupe za ubrizgavanje, a sve to omogućuje brzu prilagodbu-alata male količine, smanjuje troškove i skraćuje vrijeme izlaska na tržište. U budućnosti se očekuje da će primjena 3D ispisa u proizvodnji alata i pribora postati inteligentnija i automatiziranija, dodatno poboljšavajući preciznost i učinkovitost proizvodnje u cijelom opskrbnom lancu alata.

Dizajn komponenti i proizvodnja nastavit će se inovirati. U dizajnu i proizvodnji automobilskih komponenti, 3D ispis omogućuje proizvođačima postizanje malih{2}}serijski prilagođenih dijelova uz automatizaciju proizvodnje te stvaranje i proizvodnju komponenti s organskim oblicima, šupljim unutarnjim strukturama i negativnim-nacrtnim geometrijama koje bi bilo teško ili nemoguće proizvesti s konvencionalnim alatima. 3D ispis može brzo proizvesti složene-komponente oblika, a kada testiranje otkrije problem, inženjeri mogu jednostavno revidirajte 3D datoteku i ponovno ispišite dio za drugu rundu testiranja - puno bržu iteracijsku petlju od prerade fizičke matrice. Gledajući unaprijed, očekuje se da će 3D{10}}ispisane komponente imati širu primjenu u raznim sustavima vozila, uključujući motor, pogon i šasiju, omogućujući komponente manje-težine, viših-performansi i poboljšavajući ukupne performanse vozila.

Prevladavanje ograničenja veličine stroja. Tehnologija 3D ispisa 3D ispisa metala s fuzijskim slojem praha trenutno je ograničena veličinom građevne komore, općenito ograničenom na oko 400 mm ili 600 mm, što otežava ispis većih automobilskih komponenti. U budućnosti, kako se tehnologija bude razvijala, očekuje se da će oprema za 3D ispis rasti u veličini izrade, što će omogućiti ispis većih automobilskih komponenti i zadovoljiti potražnju automobilske proizvodnje za velikim strukturnim dijelovima, kao što su okviri karoserije i strukture šasije - dijelovi koji su danas čvrsto izvan praktičnog dosega aditivne proizvodnje.

Poboljšanje točnosti. Aditivna proizvodnja treba proizvoditi precizne dijelove s minimalnim zahtjevima naknadne-obrade. U budućnosti se očekuje da će se preciznost tehnologije 3D ispisa nastaviti poboljšavati, smanjujući količinu potrebnog posla-obrade i poboljšavajući kvalitetu i dosljednost proizvedenih komponenti. Ovo će bolje zadovoljiti potražnju automobilske proizvodnje za visoko-preciznim dijelovima, kao što su precizne komponente motora i senzori, gdje su tolerancije trenutno često manje od onoga što masovna{7}}proizvodnja automobilskih aplikacija zahtijeva bez značajne sekundarne strojne obrade.

Poboljšanje učinkovitosti. Trenutačno je aditivna proizvodnja relativno spora za potrebe automobilske proizvodnje - preša za žigosanje može proizvesti dio otprilike svakih šest sekundi, dok tehnologiji fuzije u sloju praha može trebati nekoliko sati za proizvodnju serije malih dijelova. U budućnosti se očekuje da će se brzine 3D ispisa značajno povećati, približavajući se ili čak dostižući razinu tradicionalnih proizvodnih procesa, omogućujući -veliku, učinkovitu proizvodnju, snižavajući proizvodne troškove i poboljšavajući tržišnu konkurentnost u odnosu na konvencionalne metode.

Smanjenje troškova. Automobilska industrija zahtijeva strogu kontrolu nad troškovima proizvodnje. Dok aditivna proizvodnja može dovršiti sklopove više dijelova u jednoj konstrukciji, lijevanje ostaje gotovo dva reda veličine jeftinije na bazi po-dijela u količini. U budućnosti, kako tehnologija 3D ispisa postaje sve raširenija i ekonomija razmjera uzima maha, očekuje se pad troškova opreme i materijala dok učinkovitost ispisa raste - dajući 3D ispisu konkurentniju cjenovnu poziciju u masovnoj proizvodnji automobila i pomažući u njegovom širem prihvaćanju u industriji.

3D-ispisani električni motori pojavljuju se kao važna primjena. Prema globalnim ciljevima "net zero", poboljšanje energetske učinkovitosti električnih motora postalo je jasan industrijski trend, a 3D-ispisani motori vrlo će vjerojatno postati jedna od najvažnijih primjena 3D ispisa u automobilskoj industriji. U tradicionalnim proizvodnim procesima, geometrijska optimizacija elektromotora je inherentno ograničena, što dizajnere tjera na kompromise-između performansi i učinkovitosti koji su već gurnuli konvencionalne pristupe blizu njihovih praktičnih granica. Sustavi aditivne proizvodnje, nasuprot tome, nude jasne prednosti pri proizvodnji komponenti s nekonvencionalnom topologijom-optimiziranim strukturama ili u malim proizvodnim serijama - otvarajući nove putove za proizvodnju motora koji jednostavno nisu dostupni putem lijevanja ili utiskivanja. Timovi za istraživanje i razvoj elektromotora diljem svijeta već su uložili značajne napore u integraciju sustava aditivne proizvodnje u proizvodni ciklus motora, s ciljem implementacije moćnijih i učinkovitijih topološki-optimiziranih motora sljedeće-generacije. Očekuje se da će se tijekom sljedećih nekoliko godina izrada prototipova topološki-komponenti motora pomoću 3D ispisa naglo povećati, s najvjerojatnije koncentracijom aktivnosti u 3D-ispisanim namotima motora, izmjenjivačima topline i sinkronim rotorima - svim područjima gdje se nekonvencionalna unutarnja geometrija izravno pretvara u povećanje performansi.

Širenje na popravak automobila i naknadno tržište. 3Tehnologija D ispisa također ima široke izglede za primjenu u popravcima vozila i naknadnom tržištu. Kada su automobilske komponente oštećene ili ih je potrebna zamjena, 3D ispis se može koristiti za brzu proizvodnju potrebnih dijelova, smanjujući i vrijeme čekanja i troškove popravka. Ovo je posebno vrijedno za starije modele vozila ili rijetke komponente, gdje 3D ispis može riješiti-izazove opskrbe dijelovima koje konvencionalni lanci opskrbe teško rješavaju nakon što se originalni alati povuku iz upotrebe, čime se poboljšava učinkovitost popravka i kvaliteta usluge i za nezavisne trgovine i zastupničke servisne centre.

Šira primjena proizvodnje vozila po narudžbi. Budući da potražnja potrošača za personaliziranim vozilima nastavlja rasti, očekuje se da će proizvodnja prilagođenih vozila postati glavni budući trend. 3Tehnologija D ispisa omogućuje male-serije, personaliziranu proizvodnju komponenti, zadovoljavanje potražnje potrošača za individualiziranim vanjskim stilom, značajkama interijera i funkcionalnim opcijama. Proizvođači automobila moći će koristiti 3D ispis za brzu proizvodnju prilagođenih komponenti na temelju individualnih preferencija potrošača i njihovo sastavljanje u doista-{6}}-vozila -, što je pristup koji poboljšava zadovoljstvo potrošača i jača konkurentnost marke na tržištu koje sve više-vodi personalizacijom.

Uzevši zajedno, ova tri smjera - produbljivanje trenutne snage, prevladavanje današnjih tehničkih ograničenja i koncentriranje razvoja u nišama visoke-vrijednosti kao što su proizvodnja motora, naknadna podrška i prilagodba - upućuju na budućnost u kojoj 3D ispis ide znatno dalje od svoje trenutne uloge alata za izradu prototipa i-male količine. Kako veličine konstrukcije rastu, preciznost se poboljšava, brzine ispisa rastu, a troškovi nastavljaju padati, raspon automobilskih aplikacija u kojima se 3D ispis može natjecati sam po sebi, a ne samo kao pomoć u-fazi dizajna, vjerojatno će se postepeno širiti tijekom nadolazećih godina.