3D -tulostus autoteollisuudessa: Autonvalmistus mullistaa

3D -tulostus au-llateollisuudessa: Eräsutonvalmistus mullistaa

Johdanto: Valmistuksen vaihdevaihto

Oletko koskaan lakannut miettiä- mitä nykyaikaisen auton rakentamiseen tarvitaan? Se on sinfonia leimaamisesta, hitsauksesta, valusta ja koneistamisesta - prosesseista, jotka ovat olleet alan standardi yli vuosisadan ajan. Ne ovat luotettavia, mutta ne ovat myös hitaita, kalliita perustaa ja luonnostaan ​​rajoittavia suunnittelussa.

Mutta autoteollisuusmaailma on ratkaisevassa käännepisteessä. Kohtaavat säälimättömät vaatimukset Kevyemmät ajoneuvot, nopeammat kehityssyklit ja hyper-custoomisoidut mallit , perinteiset valmistusmenetelmät ovat alkaneet ruiskuttaa.

Kirjoittaa 3D -tulostus tai kuten insinöörit kutsuvat sitä, Lisäainevalmistus (AM) .

Kyse ei ole enää vain muovikorujen tulostamisesta. AM muuttuu siististä prototyyppit temppusta valtavaksi tuotantotekniikaksi, joka muotoilee aktiivisesti liikkuvuuden tulevaisuuden. Vaadittavassa, korkean panoksen maailman valmistuksen maailmassa 3D pakollinen etu .

Tässä artikkelissa tutkitaan, kuinka 3D -tulostus auttaa autonvalmistajia määrittelemään kaiken määrittelemään tehdaslattian yksinkertaisesta jigistä monimutkaiseen metalliosaan syvälle moottorin sisällä, paljastaen tämän valmistusvallankumouksen todellisen voiman.

---

Mikä on 3D -tulostus? (Nopea pohjamaali)

Ennen kuin puhumme siitä, kuinka 3D -tulostus rakentaa seuraavaa BMW: tä tai Fordia, varmistamme, että olemme kaikki samalla sivulla itse tekniikasta.

Perusero: Lisäaine vs. Subtraktiivinen

Ajattele perinteistä autonvalmistusta (koneistus, jyrsintä) Vähentävä valmistus . Aloitat suurella materiaaliloholla (aihiolla) ja leikkaa, porat tai veistä pois kaikki mitä olet lyhennys muodosta 'tosts Haluatko, kunnes sinulla on viimeinen osa. Se on tehokas, mutta se luo valtavan määrän jätettä.

3D -tulostus, conversely, is Additive Manufacturing. Se on kirjaimellisesti päinvastainen. Aloitat tyhjästä ja rakennat osan, kerroksen mikroskooppisella kerroksella, tarkalleen missä materiaalia tarvitaan digitaalisen 3D -mallin perusteella. Tämä "vain mitä tarvitset" -lähestymistapaa on lähde monille sen vallankumouksellisista eduista, etenkin kustannusten ja materiaalitehokkuuden suhteen.

---

Yleiset 3D -tulostusprosessit, joita käytetään autossa

Termi "3D -tulostus" kattaa teknologiaperheen, ja autoteollisuus käyttää useita avainpelaajia riippuen siitä, tarvitsevatko he nopeaa muoviprototyyppiä vai rakenteellista metallikomponenttia:

Prosessi lyhenne	Täydellinen nimi	Aineeton keskittyminen	Kuinka se toimii (ydin)	Paras autoteollisuudelle ...
FDM	Sulatettu laskeutumismallinnus	Termoplistit (polymeerit)	Sulaa ja suulakepuristaa muovinen filamentti, rakennuskerros kerroksella, kuten erittäin tarkka kuuma liima -ase.	Nopeat, edulliset prototyypit ja yksinkertaiset jigit/kalusteet.
SLA	Stereolitografia	Fotopolymeerihartsit	Käyttää laseria nestekertsin parantamiseen kiinteään objektiin. Tunnetaan korkeasta yksityiskohdista ja sileistä pinnoista.	Erittäin tarkkoja prototyyppien monimutkaisia ​​suunnittelemalleja.
Sls	Valikoiva laser sintraus	Nylonjauheet (polymeerit)	Käyttää suuritehoista laseria hienon jauhehiukkasten sulattamiseen kerros kerroksen mukaan. Erinomainen vahvuus.	Funktionaaliset prototyypit ja loppukäyttöosat (esim. LVI-kanavat, sisustuslevy).
MJF	Multi Jet Fusion (HP)	Nylonjauheet (polymeerit)	Käyttää agenttien hierontajärjestelmää yhdistettynä lämmitysvalaisimeen jauhekerrosten nopeasti sulautumiseen. Tunnetaan nopeudesta ja tilavuudesta.	Työkalut, matala-keskivoiman tilavuuden loppukäyttöosat (esim. Mukautetut tuuletusaukot, nestevarat).
Dmls	Suora metallilaser sintraus	Metallijauheet (alumiini, teräs, titaani)	Samanlainen kuin SLS, mutta käyttää voimakasta laseria sulattaakseen ja sulauttaakseen hienoja metallijauheita.	Rakenteelliset komponentit, moottorin osat, korkean suorituskyvyn työkalu.

Materiaalit: Mitä tulostamme?

Nykyään käytettävissä olevat materiaalit avasivat todella 3D -tulostuksen oven vakavissa autosovelluksissa.

• Polymeerit (muovit): Perusmuovin lisäksi puhumme teollisuusluokan, liekinlähettävistä nailonista, polykarbonaateista ja erikoistuneista hartsista, jotka kestävät ajoneuvossa vaadittavan lämmön, värähtelyn ja UV-valotuksen.

• Komposiitit: Nämä ovat polymeerejä, jotka on vahvistettu kuiduilla, yleisimmin hiilikuitu . Nämä materiaalit ovat tärkeitä saavuttamisessa kevyt Tavoitteet, jotka tarjoavat metallien lujuuden murto -osalla painosta - täydellinen sähköajoneuvojen akkukoteloille ja aerodynaamisille spoilereille.

• Metallit: Pelinvaihto. Käyttämällä tekniikoita, kuten DMLS, valmistajat voivat tulostaa alumiiniseoksia (ihanteellinen lämmön hajoamiseen), ruostumattomasta teräksestä ja titaanista operaatiokriittisiin osiin, kuten pakokaasukomponentteihin, erikoistuneisiin kiinnikkeisiin tai jopa tiettyihin moottorielementeihin.

Tämän säätiön avulla voimme nyt arvostaa Miksi Autoyritykset sijoittavat voimakkaasti tähän tekniikkaan - kyse ei ole vain nopeudesta aineelliset mahdollisuudet ja ja Suunnitteluvapaus Tuo metalli ja komposiitti AM sallii.

3D -tulostussovellukset autoteollisuudessa: missä kumi kohtaa tien

3D -tulostuksen todellinen voima ei ole vain sen kyvyssä rakentaa asioita kerros kerroksella, vaan sen pelkässä monipuolisuus Koko tuotteen elinkaaren ajan - varhaisimmasta luonnoksesta viimeiseen varaosaan, vuosikymmeniä myöhemmin. Autoteollisuudelle AM ​​on monityökalu, joka käsittelee viittä ydinaluetta:

1. Prototyyppi: Suunnittelukilpailun nopeuttaminen

Tämä on OG -sovellus, syy 3D -tulostimiin tuli ensin autoteollisuuden tutkimus- ja kehityslaboratoriot.

• Nopeampi ja kustannustehokas prototyyppi: Kuvittele, että suunnittelija luo uuden ilmanvaihtomallin. Perinteisesti fyysisen version luominen vaaditaan CAD -tiedoston lähettämistä konepajaan, muottien tai työkalujen asettamisen ja odotuspäivien tai jopa viikkojen asettaminen. Modernilla teollisella 3D -tulostimella (kuten SLA- tai MJF -järjestelmä), että insinööri voi olla fyysisesti tarkka, toimiva prototyyppi pöydällä yön yli .

• Nopea iteraatio: Tämä kiihtyvyys tarkoittaa, että insinöörit voivat testata lisää malleja. Sen sijaan, että testataan vain kaksi suunnitteluvaihtoehtoa monimutkaiselle jakoputkelle, ne voivat testata kymmenen. Virheet löydetään aikaisemmin, suunnittelu iteraatiot ovat nopeampia, ja lopullisen suunnittelun lukitsemiseen kuluva aika vähenee dramaattisesti.

• Esimerkkejä: Autonvalmistajat tulostavat säännöllisesti täysimittaisia ​​esteettisiä malleja kojetauluista, tuuli-tunnelvalmiista aerodynaamisista komponenteista ja jopa toiminnallisista, kuormitusta kantavista osista varhaisissa testimulissa.

2. työkalu: salainen tehokkuusase

Vaikka prototyypit saavat otsikot, 3D -painettu työkalut, jigit ja kalusteet Ovatko hiljaiset sankarit muuttavat kokoonpanolinjan tehokkuutta. Nämä eivät ole osia, jotka menevät luona auto, mutta pikemminkin käytettyjä mukautettuja apuvälineitä rakentaa auto.

• Räätälöinti ja ergonomia: Kokoonpanolinja on täynnä toistuvia, tarkkoja tehtäviä. 3D-tulostuksen avulla teknikot voivat nopeasti luoda kevyitä, räätälöityjä työkaluja (kuten porasappaat, kohdistuspyyhit tai anturiin kiinnitetyt kalusteet), jotka on räätälöity tarkalleen tietyn automallin ääriviivoille tai jopa tietyn työntekijän kädelle.

• Kustannukset ja ajan säästöt: Miksi viettää tuhansia dollareita ja viikkoja metallitarkistusmittarin työstöön, jota käytetään vain rajoitetulle tuotantojuoksulle? 3D -painettu polymeeriversio, jota usein vahvistetaan hiilikuitulla (kuten nylon 12 cf), voi maksaa murto -osan ja tulostaa päivässä, mikä johtaa valtaviin vähentymiseen yleiskustannuksissa ja seisokkeissa.

3. Tuotantoosat: siirtyminen loppukäyttöön

Tämä on mielenkiintoisin raja. Se on siirtyminen "3D -tulostaminen prototyypin" to "3D -tulostaminen osa, joka toimittaa autossa."

• Pienen volyymi- ja suorituskykyajoneuvot: Urheiluautoissa, hypervalikoissa tai sähköajoneuvoissa, joissa on rajoitetut tuotantomäärät, perinteisten työkalujen kustannukset ovat kohtuuttomia. 3D-tulostus tarjoaa tavan valmistaa erittäin monimutkaisia, korkean suorituskyvyn osia (kuten titaanipakokaasuvinkkejä, erikoistuneita jäähdytyskanavia tai monimutkaisia ​​metallitaulukoita) sijoittamatta miljoonan dollarin muottiin.

• Osan yhdistämisen voima: Tämä on keskeinen tekninen käsitys. Perinteiset kokoonpanot saattavat vaatia kuusi erilaista leimattua, hitsausta tai valettua kappaletta. 3D -tulostus, erityisesti Metal AM (DMLS), antaa insinöörien suunnitella kaikki kuusi toimintoa yksi, geometrisesti monimutkainen osa . Tämä vähentää kokoonpanoaikaa, vähentää osan määrää (ja varaston monimutkaisuutta) ja johtaa usein vahvempaan, kevyempaan komponenttiin.

• Esimerkkejä: General Motors sisältää nyt yli sata 3D-tulostettua loppukäyttökomponenttia uusissa ajoneuvoissa, kuten Cadillac Celestiq, kosmeettisista koristeista rakenteellisiin kiinnikkeisiin.

4. Räätälöinti ja mukauttaminen: "minun autoni" -kokemus

Markkinat ovat siirtymässä "massatuotannosta" ja "massa-asiakas". 3D -tulostus on kyseisen muutoksen moottori.

• Ainutlaatuiset sisustuselementit: Haluatko nimesi kaiverrettuna kojelaudan verhoiluun tai tiettyyn graafiseen kuvioon vaihdevaihteessa? 3D -tulostus tekee siitä taloudellisesti toteutettavissa. Autovalmistajat voivat tarjota luettelon satoja henkilökohtaisia ​​vaihtoehtoja varastoimatta suuria varastoja, tulostamalla ne pyynnöstä .

• Jälkimarkkina ja lisävarusteet: Harrastajat ja virittimet käyttävät 3D -tulostamista mukautettujen ilmanottoaukkojen, muokattujen ulkopintaelementtien tai jälkimarkkinamittarien kiinnikkeiden luomiseen - perinteisen massatuotannon mukauttamisen taso ei voi koskea.

5. Varaosat ja korjaus: Digitaalinen varastointi

Vanhemmille tai vähävolmenmalleille varaosien inventaario on taloudellinen painajainen. Valmistajien on arvattava kysyntä, tuotettava ylimääräistä ja säilytettävä ne vuosien ajan.

• Digitaalinen inventaario: Ratkaisu on digitaalinen varasto . Fyysisen hyllyn sijasta, joka on täynnä pölyä peitettyjä osia, autovalmistajat tallentavat digitaalisen CAD-tiedoston. Kun tarvitaan harvinaista osaa-sanoen, tietty 20-vuotiaan klassikon muovinen korkki-he vain lataavat tiedoston ja tulostavat sen lähimpään teollisuustulostimeen.

• Automaattisen perinnön säilyttäminen: Tämä on ratkaisevan tärkeää klassisen auton palauttamiselle. Esimerkiksi Porsche käyttää 3D-tulostusta toimittamaan erittäin harvinaisia ​​metalliosija ikonisiin vuosikertaansa tarkoitettuihin malleihinsa varmistaen, että nämä ajoneuvot pysyvät tiellä ilman, että heidän täytyy luoda uudelleen kalliita, vuosikymmeniä vanhoja työkaluja.

---

Osa III: Liiketoiminnan välttämättömyys - miksi lisäaineen valmistus on välttämätöntä tulevalle autolle

Jos edellisessä osassa selitti 3D -tulostuksen laajalle levinnyttä, jokaisen toimeenpano- ja insinöörin kysymys on: Miksi kestää strateginen muutos sen omaksumiseksi? Vastaus on viidessä tehokkaassa, mitattavissa olevassa liiketoimintaetussa, jotka muuttavat pohjimmiltaan autontuotannon taloutta.

Kello 1. Kevyen ja suorituskyvyn voima

Alemman ajoneuvon painon harjoittaminen - kevyt - ei ole abstrakti tavoite; Se on kriittinen toimeksianto, jota johtaa korkeamman suorituskyvyn kysyntä ja sähköajoneuvojen (EV) suurempaan akkualueen suurempaan akkualueeseen. 3D -tulostus tarjoaa vertaansa vailla olevan ratkaisun:

• Generatiivinen suunnittelu: Toisin kuin perinteinen valmistus, jota rajoittavat muottien ja koneistusten rajoitukset, lisäaineiden valmistus (AM) voi tuoda luomalle malleja generatiivinen suunnittelu ohjelmisto elämään. Insinööri syöttää kuormitusvaatimukset ja alueelliset rajoitukset, ja AI-ohjattu ohjelmisto suunnittelee osan käyttämällä vain tarvittavaa minimaalista materiaalia.

• Monimutkaiset sisäiset rakenteet: Tämä prosessi johtaa orgaanisiin, hilamaisisiin geometrioihin-rakenteisiin, joita on mahdotonta valmistaa tai koneta-jotka tuottavat yhtä suurta tai ylivoimaisia ​​lujuutta vähentäen ja vähentäen osan massaa jopa 50%.

• Suorituskyvyn voitot: EVS: n osalta jokainen tallennettu kilogrammi kääntää suoraan mailia laajennetusta alueesta. Suorituskykyisten ja moottoriurheilun ajoneuvojen kohdalla kevyemmät komponentit tarkoittavat radalla parempaa ketteryyttä, parempaa polttoainetaloutta ja kilpailuetua. Esimerkiksi Bugatti, kuuluisasti 3D-painettu titaanijarrun paksuus, joka oli melkein puolet sen alumiinin edeltäjänsä painosta.

2. Markkinat: kiihdytetty iteraatio

Nopeasti muuttuvilla markkinoilla, joilla uusi EV -malli voidaan tehdä vanhentuneeksi alle viidessä vuodessa, nopeus on ensiarvoisen tärkeää. 3D -tulostus romahtaa perinteisen tuotekehityksen aikajanan.

• Nopea prototyyppi: Kyky tulostaa funktionaalinen, erittäin tuskin prototyyppi tunteina tai päivinä eikä viikkoina tai kuukausina, joita tarvitaan perinteisiin työkaluihin (muotit, kuolema), on pelinvaihtaja. Tämän ansiosta insinöörit voivat suorittaa kymmeniä suunnittelukomponenttien suunnittelun iteraatioita ilmanottoaukkoista sisäkonsoleihin, mikä johtaa erinomaiseen lopputuotteeseen.

• Työkaluvapaa tuotanto: Poistamalla aikaintensiivinen ja kallis askel muottien ja työkalujen luomisessa, 3D-tulostus vähentää dramaattisesti kehitysjaksoa. Suunnittelumuutokset, jotka kerran kestivät kuukausia uudelleenkysymyksen, voidaan nyt toteuttaa yön yli päivittämällä digitaalinen CAD-tiedosto.

3. Toimitusketjun ketteryys ja digitaalinen inventaario

Globaalin keskitetyn toimitusketjun haavoittuvuudet paljastettiin tuskallisesti viimeaikaisten kriisien aikana. Lisäainevalmistus tarjoaa reitin suurempaan joustavuuteen ja toimintakustannusten merkittävään vähentymiseen.

• On-demand-valmistus: Autoteollisuusyritykset voivat korvata varaosien fyysiset varastot a digitaalinen varasto . Sen sijaan, että varastoisivat tuhansia vanhoja tai pieniä volyymeja vuosikymmenien ajan, he tallentavat suojatun CAD-tiedoston ja tulostavat osan paikallisessa laitoksessa tai jopa jälleenmyyjässä, vain kun asiakas tarvitsee sitä.

• Alennettujen varaston kustannukset: Tämä muutos eliminoi valtavat varastointi-, kuljetus- ja vanhenemiskustannukset. Klassisten autojakojen osalta tämä varmistaa, että harvinaiset osat voidaan aina toistaa ilman, että sinun on sitouduttava taloudellisesti kieltävään tuotantojuoksuun.

• Paikallinen tuotanto: Teknologia helpottaa hajautettua, paikallista tuotantoa, eristäviä valmistajia geopoliittisista häiriöistä ja suurista rajat ylittävistä toimituskustannuksista.

4. Mukauttaminen ydinominaisuutena

Massatuotanto on pitkään ollut personoinnin vihollinen. 3D-tulostus kääntää tämän dynaamisen, mikä tekee räätälöinnistä taloudellisen todellisuuden, jopa suuren määrän valmistajille.

• Massan mukauttaminen: Ylellisille tuotemerkeille ja erikoispainolle ajoneuvoille, ainutlaatuisille trimmipalat, kojelaudan komponentit ja henkilökohtaiset tarvikkeet voidaan tulostaa pienessä mittakaavassa aiheuttamatta räätälöityjen työkalujen kieltäviä kustannuksia.

• Ergonomia ja tehokkuus: Tehdaskerroksessa erittäin erikoistuneet jigit, kalusteet ja ergonomiset kokoonpano-apuvälineet voidaan painostaa tietyille linjoille tai jopa yksittäisille työntekijöille, mikä parantaa dramaattisesti valmistuksen tehokkuutta ja vähentää inhimillisten virheiden riskiä.

5. Osan yhdistäminen ja kokoonpanon yksinkertaisuus

Perinteiseen kokoonpanoon liittyy usein kymmeniä erillisiä kappaleita - Fasteners, kiinnikkeitä, kanavia -, jotka on valmistettava erikseen ja koottava työvoimalla ja monimutkaisuudella.

• Integroituja komponentteja: Lisäainevalmistus voi yhdistää kymmenen tai monimutkaisempaa, lukitusosaa yhdeksi, yhtenäiseksi komponenttiin. Tämä ei vain tee osasta vahvemman ja kevyemmän (poistamalla kiinnittimet), vaan myös yksinkertaistaa dramaattisesti kokoonpanoprosessia, vähentää työvoimakustannuksia ja minimoi mahdolliset vikapisteet.

Osa IV: Todiste on osassa-todellisen maailman tapaustutkimukset ja tuotannon määrä

Lisäaineiden valmistuksen strategiset edut eivät ole enää teoreettisia. Innovatiivisimmat autovalmistajat ovat siirtyneet huomattavasti prototyyppien ulkopuolelle, integroimalla 3D-painettuja komponentteja suoraan tuotantolinjoihinsa ja korkean suorituskyvyn ajoneuvoihin.

Tässä on lopulliset tapaustutkimukset, jotka validoivat alan muutoksen:

1. Suorituskykyinen edelläkävijä: Bugatti

Bugattin työ edustaa yleistä generatiivista suunnittelua metallilisäaineiden valmistukseen äärimmäisten suorituskyvyn haasteiden ratkaisemiseksi.

• Komponentti: 8-männän monobloc Titaanijarru (Chiron Hypercar).

• Teknologia: Korkean suorituskyvyn titaaniseoksen, Ti6Al4V: n selektiivinen laserisulatus (SLM).

• Vaikutus: 3D -painettu paksuus painaa vain 2,9 kg , 40% painon aleneminen verrattuna tavanomaisesti valmistettuun alumiiniversioon (4,9 kg). Kriittisesti se saavutti tämän painon vähentämisen säilyttäen samalla vetolujuuden $1,250{\text{N/mm}}^2$ ja tiukimman testauksen suorittaminen, mukaan lukien pysähdykset $250\text{mph}$ . Tämä oli suurin toiminnallinen titaanikomponentti, joka on koskaan painettu autoteollisuudelle sen kehityshetkellä.

2. Volumejohtaja: BMW -ryhmä

BMW on kiistatta edistynein massamarkkinoiden valmistaja AM: n integroimisessa koko toiminnassaan-T & K: stä lopputuotteen ja tehtaan lattian optimointiin.

• Tuotantoasteikko: BMW -ryhmä tuottaa nyt 400 000 3D -painettu osa vuodessa koko maailman tuotantoverkostossa.

• Loppukäyttöesimerkit: BMW on integroitu painettuja komponentteja erilaisiin malleihin, mukaan lukien:

  • Kattokiinnikkeet: Ajoneuvoissa, kuten BMW I8, räätälöityjä, kuormitettuja optimoituja polymeerikiulukkoja käytettiin kevyiden hiilikuituvahvistetun muovi (CFRP) kattojen kiinnittämiseen.

  • Mukautetut gripperit ja jigit: M-sarjan CFRP-kattojen kokoonpanolinjalla BMW käyttää massiivisia, bionisia (orgaanisesti jäsenneltyjä) robotin tarttujia, jotka ovat $25\%$ Kevyempi kuin heidän edeltäjänsä. Tämän painonsäästön avulla automaatti voi käyttää pienempiä, energiatehokkaampia robotteja, vähentää kustannuksia ja energiankulutusta.

• Digitaalinen tehdas: Perustamalla omistetun lisäaineen valmistuskampuksen BMW kehittää ja leviää nopeasti tietoa työkalujen, jigien ja kalusteiden tulostamiseksi missä tahansa sen globaalissa laitoksissa, saavuttaen paikalliset, tilapäiset toimitusketjun kestävyyden.

3. Tehokkuusinniver: Ford Motor Company

Ford on strategisesti hyödyntänyt 3D-tulostusta miljoonien säästöjen säästölle pääasiassa soveltamalla tekniikkaa korkean arvon alueille tehdaslattialla ja jälkimarkkinoilla.

• Työkalut ja valmistus apuvälineet: Valencia -siirtolaitoksen kaltaisissa kasveissa Fordin sisäinen 3D -tulostuslaboratorio on luonut yli 5000 tulostettavan osan luettelon, joka tuottaa kymmeniä tuhansia painettuja tuotanto -apuvälineitä ja varaosia vuodessa. Nämä mukautetut työkalut - kuten tarkistusmittarit, poraoppaat ja mukautetut leikkeet - parantavat huomattavasti työntekijöiden ergonomiaa ja vähentävät dramaattisesti seisokkeja.

• Kustannusetu: Kun kriittinen kokoonpanolinjan kiinnitys katkaisee, perinteisesti korvaaminen voi viedä viikkoja ja maksaa tuhansia dollareita. Tulostamalla osa talossa tunteina murto-osan kustannuksista, Ford ylläpitää vertaansa vailla olevaa operatiivista jatkuvuutta.

• Jälkimarkkina- ja vanhat osat: Kuten Porsche ja muut suuret OEM-valmistajat, Ford digitalisoi luettelonsa lopetettujen varaosien varastossa varmistamalla, että klassisten tai vanhempien mallien omistajat voivat aina hankkia toiminnallisen, OEM-spesifisen korvaavan osan pyynnöstä.

4. Tuleva ajoneuvo: General Motors (GM)

GM esittelee, kuinka generatiivinen suunnittelu ja 3D -tulostus yhdistyvät tuottamaan osia, jotka määrittelevät rakenteellisen eheyden ja painon vähentämisen.

• Komponentti: A Generatiivisesti suunniteltu istuinkiinnike (tuotettu yhteistyössä Autodeskin kanssa).

• Vaikutus: GM: n uusi kiinnikkeiden suunnittelu konsolidoitu kahdeksan erilaista perinteistä komponenttia luona a single, complex 3D printed piece. The resulting part was $40\%$ kevyempi ja $20\%$ Vahvempi kuin alkuperäinen kokoonpano. Tämä toiminnon ja rakenteen integrointi on selkein signaali siitä, että 3D -tulostus ei ole vain korvaava prosessi, vaan koko ajoneuvon perustavanlaatuinen uudelleensuunnittelufilosofia.

Lisäaineen kolme pylvästä

3D -tulostuksen integrointi luo kolme suurta paradigman muutosta, jotka määrittelevät seuraavan vuosisadan autojen maiseman:

1. Massan mukauttaminen välttämätön

Perinteinen valmistus on malli massatuotannosta - tuohonta on suunniteltu miljoonille identtisille osille. Lisäainevalmistus kuitenkin mahdollistaa massamittaus . Huippuluokan ylellisyyttä tai suorituskykyajoneuvoja tämä tarkoittaa, että ainutlaatuiset, kuljettajan optimoidut komponentit (mukautetut ohjauspyörät, istuinkiinnikkeet) voidaan valmistaa tarpeen mukaan. Kuluttajille se avaa oven henkilökohtaiseen leikkaukseen, merkintöihin ja sisäelementteihin aiheuttamatta kohtuuttomia kustannuksia.

2. Sähköajoneuvo (EV) -etu

Sähköajoneuvot hyötyvät suhteettomasti painon alennuksesta. EV: n tehokkuus on sidottu suoraan sen massaan. Antamalla insinöörien luoda monimutkaisia, bionisia rakenteita ja yhdistää useita komponentteja yhdeksi (kuten GM: llä), 3D Akkualueen laajentaminen ja materiaalin yleisen kulutuksen vähentäminen.

3. Digitaalinen toimitusketju ja joustavuus

Perimmäinen tavoite on digitaalinen varasto . Sen sijaan, että varastettaisiin tuhansia fyysisiä varaosia vuosikymmenien ajan, valmistajat voivat tallentaa digitaalisen tiedoston (CAD -suunnitelma). Kun tarvitaan osa-olipa kyse sitten kokoonpanolinjalla tai 20-vuotiaan ajoneuvon korvaava komponentti-, se voidaan tulostaa paikallisesti, missä tahansa maailmassa, muutamassa tunnissa. Tämä muutos eliminoi varastointikustannukset, lyhentää dramaattisesti toimitusaikoja ja tarjoaa ennennäkemättömän joustavuuden maailmanlaajuisten toimitusketjun häiriöiden suhteen.

Lopulliset näkymät

Autoteollisuus on siirtymässä kohti erittäin hajautettua, digitaalisesti ohjattua tuotantomallia. Jokaiseen osaan kohdistuu kysymys: Onko tämä komponentti paremmin valmistettu vähennykseksi vai lisäaineesti?

Koska 3D -tulostustekniikat kasvavat edelleen nopeuden, materiaalimuotoisuuden ja mittakaavan lisääntymisen, vastaus on yhä enemmän jälkimmäinen. Tämä tekniikka ei vain paranna autoja; Se määrittelee uudelleen miten ja missä ne on rakennettu, ohjaamalla tuotannon aikakaudella, joka on nopeampi, kevyempi, vahvempi ja luonnostaan ​​kestävämpi.