Будући потенцијал 3Д штампања у аутомобилском сектору

3Д штампа има значајан будући потенцијал у аутомобилском сектору, са простором за раст на три главне линије: продубљивање предности које већ данас нуди, откључавање ширих апликација када се превазиђу тренутна техничка уска грла и покретање фокусираног развоја у неколико специфичних области примене. Одељци у наставку проширују сваки од ових праваца.

Дизајн апликације ће наставити да се продубљују. Производња аутомобила је већ једна од најважнијих области примене металне 3Д штампе, а њене предности у фази пројектовања су посебно изражене. Дизајнери могу да користе брзу-природу израде прототипа 3Д штампања да би произвели концептне моделе у року од неколико сати или дана. У поређењу са традиционалним ручно направљеним-моделима од глине -, процес који је кроз историју захтевао веште моделаре да раде данима или чак недељама да преведу скицу стилиста у физички облик - 3Д штампање може прецизније и за много краће време да конвертује 3Д датотеку дизајна у физички објекат, значајно побољшавајући ефикасност производње аутомото дизајна. Бројни велики произвођачи су већ усвојили овај приступ, укључујући дизајнерске центре у БМВ-у и Мерцедес-Бензу, где се 3Д-штампани модели рутински користе за процену површинских облика и пропорција пре него што се посвете скупљим алатима. Гледајући унапред, очекује се да ће примена 3Д штампања у процесу дизајна ићи још дубље. Уместо да се ограничи на спољашњи стил и истраживање и развој, вероватно ће играти све значајнију улогу у дизајну унутрашњих конструкција и дизајну функционалних компоненти, омогућавајући сложенија и иновативнија дизајнерска решења уз додатно скраћивање укупног новог-циклуса развоја возила.

Избор материјала и производња прототипа наставиће да се побољшавају. 3Д штампање већ нуди широк спектар избора материјала, омогућавајући произвођачима да производе прототипове са различитим механичким својствима и прецизним функционалним карактеристикама. Ово даје произвођачима могућност да рано идентификују и исправе грешке у дизајну, минимизирајући трошкове грешака пре него што се прошире низводно у алате и производњу. Како наука о материјалима наставља да напредује, све већи број нових типова материјала који су погодни за производњу аутомобила ће вероватно постати доступан за 3Д штампање, додатно побољшавајући квалитет и перформансе прототипа и боље испуњавајући захтеве специјализованих материјала за различите компоненте возила - од -полимера отпорних на топлоту за-примену испод хаубе до-прототипова веће чврстоће за конструкције.

Производња алата и прибора ће бити надограђена. 3Д штампање нуди брз и прецизан метод за производњу шаблона, прибора и других производних алата, значајно смањујући и трошкове и време потребно за производњу ових алата -, што заузврат побољшава капацитет, ефикасност и квалитет за произвођаче аутомобила. Специфичне примене алата за производњу већ обухватају-језгра растворљива у води, алате омотане карбонским-влакнима- и калупе за ињектирање, што све омогућава брзо прилагођавање алата мале количине-, смањује трошкове и скраћује време изласка на тржиште. Убудуће, очекује се да ће примена 3Д штампања у производњи алата и прибора постати интелигентнија и аутоматизованија, додатно побољшавајући прецизност и ефикасност производње у целом ланцу снабдевања алатом.

Дизајн и производња компоненти ће наставити са иновацијама. У дизајну и производњи аутомобилских компоненти, 3Д штампа омогућава произвођачима да постигну мале-серије прилагођене делове уз аутоматизацију производње, и да креирају и производе компоненте са органским облицима, шупљим унутрашњим структурама и негативним-геометријама нацрта које би било тешко или немогуће произвести са конвенционалним алатима. 3Д штампање може једноставно да открије сложене компоненте, тестирају моторе и брзо произведу сложене компоненте{5} ревидирајте 3Д датотеку и поново одштампајте део за још један круг тестирања - много бржа итерација петља од прераде физичког матрице. У будућности се очекује да ће 3Д{10}}штампане компоненте имати ширу примену у различитим системима возила, укључујући мотор, погон и шасију, омогућавајући мање{11}}компоненте са већим{12} перформансама и побољшавајући укупне перформансе возила.

Превазилажење ограничења величине машине. Технологија 3Д штампања фузионог метала у праху тренутно је ограничена величином коморе за уградњу, углавном ограниченом на око 400 мм или 600 мм, што отежава штампање већих аутомобилских компоненти. У будућности, како се технологија развија, очекује се да ће опрема за 3Д штампање расти у величини, што ће омогућити штампање већих аутомобилских компоненти и задовољавање потражње аутомобилске производње за великим структурним деловима, као што су оквири каросерије и структуре шасије - делови који данас остају чврсто ван практичног домета адитивне производње.

Побољшање тачности. Адитивна производња треба да производи прецизне делове са минималним захтевима за накнадну{1}}обраду. У будућности се очекује да ће прецизност технологије 3Д штампања наставити да се побољшава, смањујући количину потребног посла-за накнадну обраду и побољшавајући квалитет и конзистентност произведених компоненти. Ово ће боље задовољити потражњу аутомобилске производње за високо{6}}прецизним деловима, као што су прецизне компоненте мотора и сензори, где су толеранције често испод онога што захтевају аутомобилске апликације за масовну{7}}апликацију без значајне секундарне обраде.

Побољшање ефикасности. Тренутно је адитивна производња релативно спора за потребе аутомобилске производње - преса за штанцање може да произведе део отприлике сваких шест секунди, док технологија фузије праха може потрајати неколико сати да би се произвела серија малих делова. У будућности се очекује да ће се брзине 3Д штампања значајно повећати, приближавајући се или чак достићи ниво традиционалних производних процеса, омогућавајући широку{4}}ефикасну производњу, снижавање трошкова производње и побољшање тржишне конкурентности у односу на конвенционалне методе.

Смањење трошкова. Аутомобилска индустрија захтева строгу контролу над трошковима производње. Док адитивна производња може да заврши више склопова делова у једној конструкцији, ливење остаје за скоро два реда величине јефтиније на-делу по запремини. У будућности, како технологија 3Д штампања постаје све распрострањенија и економија обима узима маха, очекује се да ће трошкови опреме и материјала пасти док се ефикасност штампања повећава - дајући 3Д штампању конкурентнију позицију у погледу трошкова у масовној производњи аутомобила и помаже да се подстакне његово шире усвајање у индустрији.

3Д-штампани електромотори се појављују као важна примена. Под глобалним циљевима „нето нула“, побољшање енергетске ефикасности електричних мотора постало је јасан тренд индустрије, а 3Д-штампани мотори ће врло вероватно постати једна од најважнијих примена 3Д штампања у аутомобилској индустрији. У традиционалним производним процесима, геометријска оптимизација електричних мотора је сама по себи ограничена, приморавајући дизајнере да праве компромисе-између перформанси и ефикасности које су конвенционалне приступе већ приближиле њиховим практичним границама. Системи адитивне производње, насупрот томе, нуде јасне предности када се производе компоненте са неконвенционалном топологијом-оптимизованим структурама или у малим производним серијама - отварајући нове путеве за производњу мотора који једноставно нису доступни ливењем или штанцањем. Тимови за истраживање и развој електромотора широм света већ су уложили значајне напоре ка интеграцији система адитивне производње у циклус производње мотора, са циљем имплементације снажније и ефикасније топологије-оптимизоване топологије-мотора следеће генерације. Очекује се да ће се током наредних неколико година израда прототипова компоненти мотора-оптимизованих за топологију помоћу 3Д штампања нагло повећати, са највероватније концентрацијом активности у 3Д-штампаним намотајима мотора, измењивачима топлоте и синхроним роторима - у свим областима у којима се неконвенционална унутрашња геометрија директно претвара у побољшање перформанси.

Ширење на поправку аутомобила и накнадно тржиште. 3Технологија Д штампања такође има широке изгледе за примену у поправци возила и накнадном тржишту. Када су аутомобилске компоненте оштећене или им је потребна замена, 3Д штампа се може користити за брзу производњу потребних делова, смањујући време чекања и трошкове поправке. Ово је посебно вредно за старије моделе возила или ретке компоненте, где 3Д штампање може да реши проблеме са деловима-и снабдевање са којима се конвенционални ланци снабдевања боре да реше када се оригинални алати повуку из употребе, чиме се побољшава ефикасност поправке и квалитет услуге како за независне продавнице тако и за сервисне центре дилера.

Шире усвајање прилагођене производње возила. Како потражња потрошача за персонализованим возилима наставља да расте, очекује се да ће производња прилагођених возила постати главни будући тренд. 3Технологија Д штампања омогућава малу-серијску, персонализовану производњу компоненти, задовољавајући потражњу потрошача за индивидуализованим спољашњим стилом, унутрашњим карактеристикама и функционалним опцијама. Произвођачи аутомобила ће моћи да користе 3Д штампање да брзо производе прилагођене компоненте на основу индивидуалних преференција потрошача и састављају их у заиста---возила-, приступ који ће побољшати задовољство потрошача и ојачати конкурентност бренда на тржишту које је све више вођено персонализацијом-.

Узето заједно, ова три правца - продубљују тренутне снаге, превазилазе данашња техничка ограничења и концентришу развој у нише високе{1}}вредности као што су производња мотора, подршка на тржишту и прилагођавање - указују на будућност у којој 3Д штампање превазилази своју тренутну улогу алата за израду прототипа и малог обима- Како величина израде расте, прецизност се побољшава, брзина штампања се повећава, а трошкови настављају да падају, опсег аутомобилских апликација у којима 3Д штампање може да се такмичи само по себи, а не само као помоћ-у фази дизајна, вероватно ће се стално ширити у наредним годинама.