Analiza primjene tehnologije 3D ispisa u području automobilske lake težine

Uz kontinuirani razvoj3D printanjetehnologije, njegova primjena u automobilskim dijelovima postaje sve raširenija. Neki ljudi vjeruju da će ovo biti veliki napredak u automobilskoj industriji i da će vjerojatno poništiti 'Četiri velika majstorstva'. A sada njegov san postupno postaje stvarnost. U valu industrije 4.0, 3D ispis, kao srž ove transformacije, ponovno je gurnut u prvi plan tržišta posljednjih godina i naširoko se primjenjuje u raznim područjima. Kao vodeća industrija u proizvodnom sektoru, automobilska industrija i industrija proizvodnje dijelova glavni je smjer razvoja tehnologije 3D ispisa. Međutim, dugoročno gledano, smanjena težina vozila je trend, au tradicionalnim vozilima postizanje uštede energije i smanjenja emisija zahtijeva smanjenje težine vozila.
Kakav je utjecaj 3D ispisa na automobilsku industriju u usporedbi s tradicionalnim proizvodnim procesima
Što se tiče dizajna
3D ispis može dovršiti proizvodnju konceptualnog modela u roku od nekoliko sati do dana i koristiti ga za dizajn automobilskog stila. U usporedbi s tradicionalnim ručnim proizvodnim metodama, 3D ispis može postići točniju konverziju iz crteža u entitete i uvelike skratiti proizvodni ciklus, čime se poboljšava učinkovitost proizvodnje u fazi dizajna automobila. Danas mnogi proizvođači koriste tehnologiju 3D ispisa, poput BMW-a, Mercedes-Benza itd.
Što se tiče sirovina
Tehnologija 3D ispisa može pružiti različite materijale, mehanička svojstva i precizne funkcionalne prototipove, omogućujući proizvođačima rano prepoznavanje problema, poboljšanje dizajna i smanjenje troškova pogrešaka.
Što se tiče alata i pribora
3D ispis pruža brz i precizan način za proizvodnju kalupa, uvelike smanjujući troškove i vrijeme proizvodnje kalupa. Stoga su proizvođači automobila brzo povećali proizvodni kapacitet, poboljšali učinkovitost i poboljšali kvalitetu.
U isto vrijeme, korištenje tehnologije 3D ispisa, kao što su topljive jezgre, namatanje karbonskih vlakana i alati za injekcijsko prešanje, može pomoći poduzećima u postizanju brze i male serije prilagođavanja kalupa, smanjenju troškova proizvodnje i skraćivanju ciklusa razvoja proizvoda.
Kod proizvodnje gotovih dijelova
Kroz 3D ispis, tvrtke za proizvodnju automobila mogu postići prilagodbu malih serija i obradu dijelova, kao i proizvodnju i proizvodnju složenih oblika kao što su organski oblici, šupljine i negativni crteži. Tehnologija 3D printanja može postići brzu proizvodnju dijelova složenih oblika. Ako se tijekom procesa pregleda pronađu problemi, potrebno je izvršiti samo izmjene na 3D dokumentu za daljnji ispis.
Kao odgovor na trend brzog razvoja 3D ispisa u trenutnoj automobilskoj industriji, studija koju je nedavno objavila svjetski poznata istraživačka tvrtka Frost&Sullivan pokazuje da će do 2025. globalno tržište automobilskog 3D ispisa dosegnuti 4,3 milijarde dolara. Zapravo, Ford, BMW, Lamborghini, Volkswagen, General Motors, Porsche, Honda, Chrysler, Mercedes Benz, Audi i drugi neprestano istražuju razne mogućnosti tehnologije 3D printanja.
U ovoj eri brzog tehnološkog napretka, disciplina "3D printanja" postala je vruća tema i naširoko se primjenjuje u raznim industrijama. Među njima je i proizvodnja automobila i njihovih dijelova. Do sada, ne samo da su mnoge komponente poput podvozja automobila, unutarnjih i vanjskih panela bile 3D ispisane korištenjem ABS plastike i materijala od karbonskih vlakana kao osnovnih materijala. Tiskanje "cijelog vozila" također je doživjelo nekoliko prikaza, skraćujući vrijeme tiskanja, poboljšavajući tehnološki sadržaj i privlačeći globalnu pozornost.
Trenutačno glavne metode 3D ispisa uključuju: ekstruziju taljenja materijala FDM, raspršivanje ljepila 3 DP, raspršivanje materijala kapljicama, taljenje raspršivanjem praha, izravno taloženje energije, slaganje tankih ploča LOM i nanošenje fotoosjetljive smole. Među njima, FDM tehnologija, tehnologija taljenja raspršivanjem praha, SLA tehnologija i druge tehnologije korištene su u industriji proizvodnje automobila i nisu ograničene na automobilske komponente. Mnoge tvrtke također su počele hrabro tiskati "cijele" automobile.
Prednosti 3D printanja
U usporedbi s tradicionalnom "subtraktivnom proizvodnjom" (kao što je CNC), prednost 3D ispisa je u tome što može automatski konstruirati dijelove bilo kojeg oblika pomoću računalnih grafičkih podataka, eliminirajući potrebu za razvojem i procesom izrade kalupa složenih strukturnih komponenti. Time se skraćuje razvojni ciklus novih proizvoda i štedi puno radne snage, financijskih sredstava i vremena. Stoga su njegovi troškovi proizvodnje niži, razvojni ciklus je kraći, a učinkovitost proizvodnje veća. Osim toga, u ranim fazama dizajna, korištenje tehnologije 3D ispisa za provjeru sastavljanja proizvoda može na vrijeme otkriti pogreške u dizajnu, složene komponente ili izvedivost dizajna prototipa.
Prednost 3D printanja leži u proizvodnji složenih, malih i teško proizvedivih komponenti! U teoriji, brzina masovne proizvodnje i cijena tehnologije 3D ispisa nisu brzi, ali ona može akumulirati materijale od nule, osloboditi se tradicionalnih ograničenja procesa i postići proizvode bilo kojeg oblika. Na primjer, ako je potrebno izraditi složene, ali vrlo precizne dijelove ili izraditi šuplje dijelove tanke stijenke, tehnologija 3D printanja može riješiti ovaj problem. Najvažnija točka je da 3D printanje omogućuje da proizvodnja dijelova nije ograničena procesima, oslanjajući se više na ideje. Što je novije i teže obrađivati ​​dijelove konvencionalnim metodama, to su oni prikladniji za 3D ispis. U ovom procesu, u usporedbi s tradicionalnim metodama proizvodnje, smanjenje troškova također je najatraktivniji aspekt 3D ispisa za korisnike.
Primjena trenutne faze
U usporedbi s tradicionalnom automobilskom industrijom, proizvodnja tehnologije 3D ispisa još uvijek je relativno niska, što čini gotovo nemogućim postizanje velike proizvodnje. Osim toga, zbog potrebe za balansiranjem sigurnosti i drugih čimbenika, teško je balansirati kvalitetu proizvoda i cijenu, što rezultira trenutno visokim troškovima proizvodnje 3D automobila.
Trenutačno je 3D ispis prikladniji za dizajn i istraživanje i razvoj vozila, kao i za proizvodnju pojedinačnih komada i malih serija, kao što je proizvodnja jednog komada cijelog modela vozila, karoserije, šasije, sinkronizatora i gumenih dijelova.
Što se tiče dizajna, tehnologija 3D printanja ima karakteristiku brze izrade prototipova, što proizvođačima automobila omogućuje da je koriste za istraživanje i razvoj dizajna oblika karoserije. U usporedbi s tradicionalnom ručnom proizvodnjom, 3D ispis može postići precizniju pretvorbu iz crteža u proizvode, skratiti ciklus proizvodnje i poboljšati učinkovitost proizvodnje u fazi dizajna automobila. Danas su mnogi proizvođači automobila primijenili 3D ispis na Mercedes Benz dizajn.
Što se tiče dijelova, 3D ispis također može postići brzu proizvodnju proizvoda složenih oblika. U tradicionalnoj proizvodnji automobila razvoj proizvoda obično je dugotrajan proces. U procesu razvoja i testiranja proizvoda potrebno je izraditi i neke kalupe, što je i dugotrajno i skupo. Ako postoji problem, modificiranje komponenti također će trajati dugo. 3D printanje može postići brzu proizvodnju dijelova složenog oblika. Ako se tijekom procesa inspekcije pronađu problemi, potrebno je izvršiti samo izmjene na 3D dokumentu kako bi se ponovno ispisao. Može se reći da u budućnosti 3D ispis može uvelike smanjiti troškove proizvodnje dijelova i poboljšati učinkovitost proizvodnje.
Integracija tehnologije 3D printanja i CNC tehnologije
Iako je 3D ispis uspješno pojednostavio tradicionalne složene proizvodne procese i riješio probleme u području materijala, još uvijek postoje mnoga hitna pitanja koja treba riješiti u proširenju opsega njegove primjene. Istodobno, ono je također ograničeno i pod utjecajem tehnološke opreme, novih materijala, softvera za dizajn, kvalitete i sigurnosti, kao i javnog okruženja.
Osim toga, 3D ispis ne može zamijeniti tradicionalni CNC jer oba imaju svoje prednosti. Prvi ima veću točnost od drugog, dok je drugi složeniji od CNC-a. Kao važna nadopuna tradicionalnim procesima, glavna funkcija 3D ispisa nije zamjena, već nadopuna, stoga je njegova kombinacija s CNC tehnologijom dobar izbor.