5 bewezen manieren waarop 3D-printen de automobielontwerp en -productie transformeert

Additieve productie, anders bekend als 3D-printen, begint zijn merk te zetten op een breed scala aan industrieën, van medische apparaatproductie tot luchtvaart.

Een van de grootste begunstigden van additieve productie is echter de auto-industrie, waarin autofabrikanten 3D-printen gebruiken om componenten te prototypen, bibliotheken van reserve- en aangepaste onderdelen te creëren en zelfs eindgebruiksonderdelen te maken voor wegverkeersgeschikte voertuigen.

Om te demonstreren hoe 3D-printen met groot effect in de auto-industrie kan worden gebruikt, kijken we naar vijf verschillende manieren waarop additieve productie de wereld van auto's verandert.

1. 3D-geprinte auto's

We beginnen met wat duidelijk de meest drastische toepassing is van additieve productie in de auto-industrie: een gehele auto 3D-printen. (Nou ja, alles behalve kritieke onderdelen zoals banden, stuurstelsel, remmen en motor.)

Hoewel 3D-printen doorgaans geschikt is voor specifieke materialen en toepassingen, heeft dat avontuurlijke bedrijven als Arizona-gebaseerde Local Motors niet tegengehouden om te proberen een hele autocarrosserie met additieve productietechnologieën te creëren.

In 2014 introduceerde Local Motors zijn eerste 3D-geprinte elektrische auto aan de wereld. Het heette "Strati" en kon in minder dan een dag worden 3D-geprint met de gigantische BAAM (Big Area Additive Manufacturing) 3D-printer ontwikkeld door Cincinnati Incorporated en bediend door Oak Ridge National Laboratory.

Niet veel bedrijven hebben Local Motors' leid gevolgd in het proberen een auto te ontwerpen wiens gehele carrosserie 3D-geprint kan worden, maar de productiesnelheid gedemonstreerd door het Arizona-bedrijf heeft automakers voedsel voor gedachten gegeven.

2. Snel prototypen van onderdelen

Hoewel veel grote 3D-printerbedrijven nu hun machines verkopen als productietools, wordt additieve productie nog steeds door velen gezien als een prototypingtechnologie. Waarom? Nou, het is snel, gebruikt slechts een kleine hoeveelheid materiaal en stelt de creatie van complexe geometrieën in.

Om te profiteren van die voordelen, gebruiken verschillende autofabrikanten additieve productie om nieuwe componenten te prototypen, vaak een handjevol iteraties 3D-printend om te zien wat werkt en wat niet.

Feitelijk wordt de auto-industrie algemeen gezien als een van de vroegste adopters van 3D-printen als rapid prototyping tool, met grote namen als Ford en BMW die in de jaren '90 additieve productiesystemen oppikten om concepten in de pre-productiefase te ontwikkelen.

3. Verminderde milieu-impact

Een andere hedendaagse specialist in de productie van 3D-geprinte voertuigen is Californië-gebaseerde Divergent Technologies. In tegenstelling tot Local Motors probeert Divergent niet een gehele auto te 3D-printen.

Divergent-oprichter Kevin Czinger richtte zijn bedrijf niet alleen op om 3D-geprinte voertuigen te maken, maar om de auto-productiecyclus te hervormen. Zijn filosofie draait om het gebruik van lokale "microfabrieken" — in plaats van grote productiefaciliteiten — waarin automakers zowel de kosten als de milieu-impact van autoproductie kunnen verminderen door metalen structurele componenten voor hun auto's te 3D-printen.

"De tijd is rijp voor een nieuw model van gedecentraliseerde autoproductie dat pionerende autodesigns bevordert en kosten verlaagt terwijl milieu-schade wordt verlicht," zei Czinger vorig jaar.

Divergent's handtekeningvoertuig, de Blade supercar, weegt slechts 630 kg (1.389 lb), wat bijdraagt aan zijn ongelooflijke versnelling: de 3D-geprinte auto kan van 0-97 km/h (0-60 mph) in slechts 2,2 seconden gaan.

4. On-demand vervangende onderdelen

Een van de belangrijkste toepassingen van additieve productietechnologie (in alle industrieën) is de capaciteit om snel vervangende onderdelen voor complexe systemen te fabriceren — hetzij om ze bij te werken, hetzij om ze te repareren wanneer ze herstel nodig hebben.

Door deze vervangende onderdelen op verzoek te 3D-printen in plaats van een grote voorraad reserveonderdelen te bewaren, kunnen fabricaten enorme bedragen besparen, aangezien ze alleen onderdelen maken wanneer en waar ze nodig zijn en geen grote magazijnen voor voorraad hoeven te houden.

De praktijk van het 3D-printen van vervangende onderdelen op verzoek wordt steeds meer gangbaar binnen de auto-industrie, zoals recent gedemonstreerd door Mercedes-Benz Trucks, dat nu vervangende onderdelen voor zijn oudere voertuigen 3D-print met Selective Laser Melting (SLM) 3D-printsystemen.

Vorig jaar zei Andreas Deuschle van Mercedes-Benz Trucks dat de 3D-geprinte metalen onderdelen van zijn bedrijf "dezelfde functionaliteit, betrouwbaarheid, duurzaamheid en kosteneffectiviteit kunnen garanderen" als conventioneel geproduceerde onderdelen.

5. Formule 1 vooruitgang

Additieve productie speelt een grote rol in de ontwikkeling en onderhoud van consumentenvoertuigen, maar wordt ook steeds prominenter in motorsport — inclusief op het grootste toneel van alle: Formule 1.

Brits raceploeg McLaren gebruikt bijvoorbeeld 3D-printen op verschillende manieren. Op zijn hoofdkantoor in Engeland gebruikt McLaren FDM en PolyJet 3D-printers om prototype-onderdelen te maken van materialen zoals koolstofvezel-versterkt nylon en ABS, deze te testen op prestaties voordat een beslissing over een eindonderdeel wordt genomen.

McLaren is zelfs bekend om een 3D-printer tijdens races te gebruiken, met een Stratasys-machine aan de kant van de baan om snel kleine onderdelen te fabriceren. Misschien een gimmick, maar een zeker teken dat additieve productie zijn weg baant in de snelle baan.

3ERP, een on-demand productiespecialist met ervaring in 3D-printen en automobiel prototyping, is goed geplaatst om assistentie te bieden aan additieve productie automobielprojecten, evenals automobiel prototyping via andere technologieën zoals aluminiumbewerking en injectiegieten.