«Полиграфическое» автомобилестроение. Экономия и смелое видение
Концепция Vision, которую Michelin представила на конференции Movin’On, — это шина и колесо в одном. Используя биоразлагаемое сырье, такое как древесная стружка, солома или апельсиновая корка, команда R&D известного производителя создала синтетический бутадиен, один из ингредиентов каучука. Круг создан с помощью технологии 3D-печати.
Внутренняя структура ВИДЕНИЕ он напоминает губку – твердый внутри и эластичный снаружи. Это колесо никогда не спустит шину. Протектор можно обновить, и говорят, что станции 3D-печати могут заменить его новым с минимальным количеством резины. Рисунок протектора также можно легко изменить в соответствии с условиями вождения, не снимая колесо с автомобиля. Благодаря натуральным ингредиентам, Vision идеально подходит для вторичной переработки.
Визуализация колеса Vision от Michelin
Детали и инструменты
Если такой вход, как концепт Vision, кажется нам слишком футуристичным и все же не очень реалистичным, давайте посмотрим на другие примеры, более близкие к реальности. Например, тот, в котором Volvo благодаря 3D-печати сократила время ожидания набора металлических инструментов для сборки моделей автомобилей на целых 94%, что значительно снизило затраты. Для Ford 3D-печать использовалась для сокращения времени создания прототипа Ford Mustang в 30 раз. в 166 раз меньше затрат. Другие модели из мастерской американского производителя уже спрятаны под капотом. печатные части. Opel использует печатные инструменты на сборочной линии, утверждая, что таким образом себестоимость их производства снижена на 90%, а вес — на 70%, не влияя на прочностные характеристики.
Распечатанная на 3D-принтере деталь автомобиля Ford
Mercedes Benz Trucks недавно представил первые запчасти для своих грузовиков, изготовленных с применением профессиональных станков, работающих по технологии селективного лазерного спекания металлических порошков. Примером является крышка термостата для грузовиков. Элемент прошел испытания на прочность, а сам процесс производства позволяет значительно сэкономить материал по сравнению с традиционными методами. Неиспользованный алюминиевый порошок обрабатывается, а затем используется повторно.
Технология лазерного спекания металлических порошков вскоре может быть внедрена в производство и других запчастей — среди них заменяются внешние элементы двигателя, системы охлаждения, коробки передач или ходовой части. Метод получения элементов на основе виртуальной модели может оказаться особенно ценным в случае запчастей для старых, снятых с производства версий автомобилей. Сбор пространственных моделей каждого заменяемого элемента в большой, легкодоступной цифровой базе данных и их создание с использованием аддитивных методов может значительно снизить затраты, связанные с хранением и доставкой деталей. Аддитивные технологии позволяют модифицировать классическую цепочку поставок запчастей по требованию заказчика.
Volkswagen использует металл на своем заводе для производства инструментов и автомобильных запчастей. Сборочные детали прототипа изготавливаются из металлического порошка, спеченного лазером, например блокировка кожуха двигателя, и элементы, сложность формы которых до сих пор делала невозможным их изготовление традиционными методами. В ноябре 2017 года немецкая компания сообщила, что благодаря 3D-печати один из заводов Volkswagen в десять раз сократил расходы на инструменты. Цена устройства крепления обода при монтаже колес снизилась с 800 до 21 евро.
Покупка нескольких 3D-принтеров общей стоимостью, равной стоимости нового VW Beetle, позволила португальскому заводу Volkswagen сэкономить сотни тысяч евро на собственном производстве инструментов и аксессуаров, ранее заказанных у внешних поставщиков. Инвестиции окупились за два месяца. Снижение себестоимости изготовления инструмента достигло 91%. Экономия времени при проектировании и тестировании всех печатных элементов достигает 95%.
Простые устройства, используемые на производственной линии в качестве вспомогательных средств в процессе сборки, печатаются в 3D. В их задачи входит усиление контроля над этим процессом за счет предотвращения повреждений или оптимизации позиционирования. Это, например, контейнеры, позволяющие вставить все болты в смонтированное колесо сразу и предохраняющие обода от повреждений в процессе работы, или рамки, облегчающие равномерное наклеивание букв названия модели в одном и том же месте на задняя дверь.
Volkswagen также использует аддитивные технологии для производства ряда деталей для своих автомобилей, таких как шестерни, муфты двигателя и металлические элементы для соединения дверных ручек с кожаным салоном.
По словам Кнута Вальчака, главы отдела управления инновациями и разработками Porsche, теоретически возможно печатать даже сильно нагруженные детали, такие как поршни.
— сказал он в одном из интервью.
Однако преобладает мнение, что новая технология не заменит традиционные процессы. Такие претензии включают Йорг Шпиндлер, руководитель Центра компетенции Audi в Ингольштадте, Германия, и многие другие представители отрасли. Однако обычно все согласны с тем, что аддитивные технологии откроют новые захватывающие возможности в автомобильной промышленности.
Авто с принтера, хотя бы частично
Детали и производственная оснастка — важные вещи, но больше всего общественность впечатляют «целостные» проекты — идеи создания целых автомобилей с помощью 3D-технологий. Таких автомобилей на рынке пока нет, но они могут появиться раньше, чем мы думаем.
Шасси автомобиля Blade напечатано на 3D-принтере
Кевин Цзингер, президент правления Divergent 3D, представил в ноябре 2017 года на конференции Solid суперсамоход Blade, в основном изготовленные с использованием технологии 3D-печати.
Шасси 700-килограммового спортивного автомобиля было изготовлено из деталей из металлического сплава, которые были напечатаны на 3D-принтере, а не отлиты. Остальные элементы конструкции не являются аддитивными, а соединители — аддитивными. Элементы объединяются в модульную систему и вместе с трубками из углеродного волокна образуют конструкцию автомобиля, которую Цзингер сравнивает со зданиями из кирпичиков Lego.
С экологической точки зрения для босса «Дивергента 3D» не имеет особого значения, будет ли машина оснащена двигателем внутреннего сгорания, электрическим, дизельным или водородным топливным элементом. Способ привода менее важен, чем сам производственный процесс.
— сказал Цзингер, представляя свой проект.
Инновации «Дивергента» позволяют экономить материалы и энергию в производственном процессе. Чингер сказал, что только одна треть выбросов, типичных для соответствующего цикла электромобиля, приходится на весь цикл производства и использования Blade.
Интересен и подход Divergent 3D к производству своей модели. Компания вообще не собирается его производить. Я планирую лицензировать проект, имея в виду мелких производителей, производящих собственные копии в персонализированных версиях в любой точке мира. Компания даже разработала полное программное обеспечение под названием Divergent Production System, которое используется для создания легких металлических конструкций транспортных средств с использованием добавок.
3D печать мотоцикл Лайт Райдер это, в свою очередь, работа APWorks, материнской компанией которой является Airbus. Благодаря используемому алюминиевому сплаву Scalmalloy вес автомобиля составляет чуть менее 40 кг, включая двигатель мощностью 6 кВт, аккумулятор и механические части. Сама напечатанная на 3D-принтере рама весит чуть более 7 кг. Компания только начинает производство пробной партии из пятидесяти Light Rider для продажи по цене 56 XNUMX штук. долларов за штуку.
В автомобильной промышленности отчетливо просматриваются два течения в отношении 3D-печати. Первая — это стратегия малых шагов, т. е. поиск рационализации, экономии и улучшений, которые являются результатом их использования в аддитивных технологиях. Во-вторых, это дальновидные проекты по созданию почти целых автомобилей и революционному изменению самой серийной модели. Оба пути вовсе не противоречат друг другу и могут встретиться в самое ближайшее время.
