Toepassingen voor additieve fabricage in de productie van elektrische voertuigen

De populariteit van elektrische voertuigen (EV's) begon met de Toyota Prius, een hybride voertuig aangedreven door de combinatie van een verbrandingsmotor en een nikkel-metaalhydridebatterij. Sinds de introductie van de Prius zijn er veel hybride en batterij-elektrische voertuigen (BEV's) op de markt gekomen en het gebruik van elektrische voertuigen blijft jaar na jaar toenemen. In 2020 werden 3,1 miljoen EV's verkocht en alleen al in november 2021 werden meer dan 721.000 plug-in-voertuigen verkocht, waarmee een maandelijks verkooprecord werd gevestigd en een groeiende interesse in EV's betekende - en er is geen teken dat die trend afzwakt.

General Motors is van plan om auto's op gas uit te faseren - ook bekend als voertuigen met een interne verbrandingsmotor (ICE) - en belooft dat de hele vloot tegen 2035 uit emissievrije voertuigen zal bestaan. Evenzo kondigde president Biden aan dat de overheidsvloot zal worden vervangen door EV's, in totaal meer dan 645.000 voertuigen, en een uitvoerend bevel uitgevaardigd met als doel om de helft van alle nieuwe auto's die in 2030 worden verkocht, elektrisch te maken. Bovendien voorspelt Bloomberg Markets dat in 2040 meer dan tweederde van de wereldwijde autoverkoop elektrisch zal zijn, terwijl Edison Electric schat dat de verkoop van elektrische voertuigen tegen 2030 jaarlijks meer dan 3,5 miljoen zal bedragen.

Het is duidelijk dat de toekomst van de auto-industrie elektrisch is, en nu is het tijd voor bedrijven om elektrische voertuigen te ontwikkelen. Het kan lastig zijn om gelijke tred te houden met de autoproductiemarkt, maar het gebruik van additive manufacturing kan het proces vereenvoudigen en OEM's (Original Equipment Manufacturers) helpen gedijen nu we een steeds elektrischere wereld betreden.

Vergeleken met traditionele productiemethoden maakt additieve productie lichtere componenten en meer maatwerk mogelijk, terwijl ook beperkingen in de toeleveringsketen worden vermeden die prominente belemmeringen voor de productie waren. Met relatief lage productievolumes en een groeiende maar onzekere vraag, kunnen EV-fabrikanten en leveranciers profiteren van de flexibiliteit, snelheid en betaalbaarheid die additieve fabricage biedt.

Voordelen van additieve productie in elektrische voertuigen

Additive manufacturing biedt verschillende voordelen voor degenen in de EV-industrie. Door additieve fabricage in de EV-productiecyclus op te nemen, kunt u:

Ontwerp ingewikkelde onderdelen, verminder het gewicht en verleng de levensduur van de batterij

De auto-industrie heeft jarenlang verschillende lichtgewichtopties nagestreefd, omdat minder gewicht een hoger brandstofverbruik betekent. In EV's resulteren lichtere onderdelen in een langere levensduur van de batterij, dus fabrikanten hebben geprobeerd manieren te vinden om voertuigen lichter te maken zonder in te boeten aan kwaliteit of veiligheid.

Voer additieve productie in. 3D-printen stelt ingenieurs niet alleen in staat om complexe, organische geometrieën te creëren met minder materiaal dan conventionele productietechnieken, maar het stelt hen ook in staat om verschillende onderdelen te consolideren in een enkel onderdeel dat weinig tot geen montage vereist. Het resulterende product is vaak lichter dan een gemonteerd of gelast onderdeel en kan in veel toepassingen qua sterkte overeenkomen met traditioneel vervaardigde onderdelen. Het vermogen van Additive om ingewikkelde onderdelen te maken, kan ook helpen bij het maximaliseren van de batterijruimte, aangezien ontwerpers behuizingen met dunnere wanden in complexe, stapelbare vormen kunnen fabriceren.

Gebruik een verscheidenheid aan materialen en bereik betere thermische prestaties

Hoewel 3D-printen de reputatie heeft een beperkte selectie van compatibele materialen te hebben, is het aantal beschikbare opties de afgelopen jaren aanzienlijk gegroeid. Er zijn er nu veel die voldoen aan de autospecificaties en die kunnen helpen het voertuiggewicht te verminderen. Sommige materialen bieden bijvoorbeeld een gewichtsvermindering van 20% in vergelijking met glasvezelversterkt polybutyleentereftalaat (PBT). U kunt zelfs aangepaste 3D-printmaterialen formuleren om specifieke mechanische eigenschappen te bereiken als er geen bestaande opties aan uw behoeften voldoen.

Bovendien hebben veel materialen die compatibel zijn met 3D-printen betere thermische eigenschappen dan traditionele productiematerialen, wat kan helpen de levensduur van EV-batterijen te verlengen. EV-batterijen kunnen immers het best worden bewaard bij milde temperaturen - 50 ° F is het beste voor opslag, terwijl 77 ° F ideaal is voor opladen en rijden - maar het handhaven van die temperaturen kan lastig zijn bij het gebruik van metalen componenten. Aan de andere kant bieden 3D-geprinte behuizingen en warmtewisselaars ingenieurs meer materiaalopties die kunnen helpen de batterijtemperaturen beter te reguleren.

Kostenefficiënt produceren van productieruns met een laag volume

Hoewel spuitgieten ideaal is voor grote productieruns, kan het duur en onpraktisch zijn bij het uitvoeren van kleine series vanwege de kosten van het maken van gereedschap. De vraag naar EV's neemt snel toe, maar het is nog steeds niet in de buurt van de marktomvang van traditionele ICE-voertuigen, dus de kosteneffectiviteit van additieve productie bij lage volumes kan bedrijven helpen de componenten te maken die ze nodig hebben tegen een redelijke prijs per onderdeel .

Verkort uw time-to-market

Omdat additieve productie geen gereedschap vereist, kunt u uw productietijdlijn versnellen. In vergelijking met de levertijden van spuitgieten biedt additief een doorlooptijdreductie tot 50%, wat het iteratieproces en de uiteindelijke productie versnelt. Als gevolg hiervan kunnen bedrijven de ontwikkelingstijd van voertuigen drastisch verkorten door gebruik te maken van additieve fabricage.

Gemakkelijk voertuigen aanpassen

Het gebrek aan tooling maakt het bijwerken van ontwerpen en het bieden van aanpassingsopties eenvoudiger en aanzienlijk goedkoper. Met additieve productie kunnen klanten eenvoudig alles aanpassen, van badges tot beugels zonder de kosten of productietijden aanzienlijk op te drijven.

Voorkom vernauwingen in de toeleveringsketen

Het volgen van traditionele productiemethoden betekent vaak dat u verstrikt raakt in supply chain-problemen, vooral met recente wereldwijde supply chain-problemen. Additive manufacturing stelt bedrijven in staat om veel van deze potentiële knelpunten over te slaan, aangezien bedrijven overal onderdelen kunnen maken waar zij of hun productiepartners 3D-printers hebben. In plaats van te wachten op traditionele productie- en verzendkanalen, kunnen ze overal on-demand onderdelen ontwerpen en printen.

Veelgebruikte toepassingen van additieve fabricage bij de productie van elektrische voertuigen

Veel industrieën gebruiken additieve fabricage bij prototyping vanwege de snelheid en betaalbaarheid, en de EV-industrie is niet anders. Bovendien gebruiken bedrijven additieve fabricage om op een kosteneffectieve manier mallen, opspanningen en andere hulpmiddelen te maken die nodig zijn voor de productie- en prototypingprocessen.

Als het gaat om onderdelen voor eindgebruik, gebruiken bedrijven 3D-printtechnologie om alles te maken, van batterijboxen tot verlichtingsranden. Behuizingen, trim, clips, badges, beugels, evenals lucht-, vloeistof- en draadroutering kunnen 3D-geprint worden. Sommige bedrijven printen oplaadpoorten, stekkerafdekkingen, HVAC-kinematica, steunen en doppen.

3D-printen wordt steeds populairder als het gaat om elektrische connectoren, omdat deze vaak klein zijn en extreme precisie vereisen, wat de kosten van traditioneel kunststof spuitgieten kan verhogen. In de toekomst is het misschien zelfs mogelijk om EV-batterijen op schaal te 3D-printen.

EV-componenten produceren met Fast Radius

Additive manufacturing biedt EV-fabrikanten tal van voordelen, en het is waarschijnlijk de toekomst van de auto-industrie. De verschuiving van traditionele productietechnieken naar additive manufacturing zal echter niet per se voor elke organisatie gemakkelijk zijn.

Dat is waar het werken met een ervaren productiepartner om de hoek komt kijken. Bij Fast Radius zijn we experts in additive manufacturing. Wanneer u met ons samenwerkt, helpen we ervoor te zorgen dat uw 3D-onderdelen klaar zijn voor productie - en u kunt ook onze online tools gebruiken om ontwerp-, materiaal- en productieopties te verkennen of een offerte aan te vragen. klaar om te beginnen? Maak een account aan om uw onderdeelontwerpen te uploaden of neem vandaag nog contact met ons op!

Bekijk ons ​​informatiecentrum voor meer informatie over de kosten van 3D-printen, wat u kunt verwachten tijdens het additieve fabricageproces en meer.