3D-Printen in de Auto-Industrie: Ontwerp en Productie Vooruit Helpen

Sinds de vroege dagen van additieve productie is er belangstelling voor de technologie vanuit de auto-industrie. De Amerikaanse automaker Ford kocht eigenlijk de derde 3D-printer ooit gemaakt in 1986, wat het begin markeerde van een vruchtbare en productieve relatie tussen de 3D-print- en autosectoren.

Sinds Ford's vroege adoptie van 3D-printen is de technologie door veel autofabrikanten in een of andere capaciteit overgenomen. Grote autobedrijven hebben geëxperimenteerd met de technologie om de impact te zien op productontwikkeling en toeleveringsketens, terwijl kleinere auto-startups, zoals Divergent en Local Motors, 3D-printen essentieel vonden voor hun productie.

Onlangs heeft de auto-industrie een verschuiving ervaren van voornamelijk prototyping-toepassingen voor additieve productie naar eindgebruiksproductie. De flexibele aard van de technologie en de brede ontwerpvrijheid hebben ervoor gezorgd dat autofabrikanten nieuwe en toonaangevende voertuigcomponenten kunnen ontwerpen, hun productieworkflows kunnen revolusioneren en steeds meer aangepaste oplossingen aan klanten kunnen bieden.

Voordelen van 3D-Printen in de Auto-Industrie

Additieve productie is een brede term voor een reeks processen die onderdelen op een additieve wijze bouwen in plaats van subtractief. Dit betekent essentieel dat onderdelen laag voor laag worden opgebouwd in plaats van dat materiaal van een blok wordt verwijderd. Deze benadering van productie, evenals de veel platforms die met de technologie geassocieerd zijn (waaronder stereolithografie, gesmolten depositiemodellering, selectieve lasersinteren en meer), bieden een reeks unieke voordelen die traditionele productieprocessen niet bieden.

Ontwerpvrijheid

Omdat onderdelen laag voor laag worden opgebouwd in 3D-printen, opent het proces ongekende mogelijkheden voor ontwerpvrijheid, wat op zijn beurt kansen creëert voor onderdeeloptimalisatie en gewichtsreductie. In de autosector is de mogelijkheid om het gewicht van een onderdeel (en het totale gewicht van het voertuig) te verminderen essentieel bij het verbeteren van de brandstofefficiëntie. 3D-printen biedt de mogelijkheid om auto-onderdelen te herontwerpen en te creëren die complexe interne geometrieën integreren, wat het gewicht en materiaalgebruik vermindert zonder in te boeten op kwaliteit.

Onderdeelconsolidatie

Naast gewichtsreductie kan additieve productie ook fabrikanten in staat stellen om onderdelen te herontwerpen en te consolideren — het transformeren van multi-componentassemblages in een enkel onderdeel. Deze mogelijkheid kan bijdragen aan steeds lichtere structuren en kan zelfs de prestaties van een gegeven onderdeel verbeteren. In de autosector kan het consolideren van onderdelen helpen de productie- en assemblageprocessen te stroomlijnen.

Aanpassing

Als men aan auto-productie denkt, denkt men vaak aan massaproductie: geavanceerde productielijnen die miljoenen dezelfde onderdelen produceren voordat ze ze in auto's assembleren. Met de proliferatie van 3D-printen ziet de auto-industrie echter nu nieuwe graden van aanpasbaarheid voor auto's tegen een haalbare kostprijs. Voor laag-volume of specialiteitsvoertuigen is het nu mogelijk om aangepaste interieurkenmerken in auto's te integreren tegen een redelijke kostprijs. Automerken zoals MINI laten klanten bijvoorbeeld kiezen uit een reeks gepersonaliseerde 3D-geprinte interieuronderdelen.

Snelle Doorlooptijden

Er zijn diverse manieren waarop 3D-printen de auto-productie kan versnellen. Ten eerste, in de prototyping-fase, kan 3D-printen gebruikt worden om snel functionele onderdelen te produceren voor testen, wat auto-ontwerpers en ingenieurs in staat stelt om snel te bepalen of een componentontwerp levensvatbaar is. In de productiefase wordt 3D-printen door autofabrikanten gebruikt voor snelle tooling, wat leidt tot lagere kosten.

Prototyping en Pre-productie Toepassingen voor 3D-Printen in de Auto-Industrie

Ontwerpdemonstraties

In het ontwerpproces voor nieuwe auto's is het nuttig en vaak noodzakelijk om een fysiek prototype te produceren om het concept achter de auto accuraat te demonstreren. 3D-printtechnologieën, en met name multi-kleur- en multi-materiaalprocessen, kunnen de snelle productie van eenmalige prototypes of kleinschalige modellen mogelijk maken die de esthetiek en structuur van de auto weergeven. Van koplamps tot interieurcomponenten, 3D-printen wordt steeds vaker door autobedrijven gebruikt voor realistische ontwerpdemonstraties.

Functionele Prototypes

Bepaalde 3D-printprocessen, waaronder industriële FDM en metaal AM, worden ook gebruikt om functionele prototypes te produceren in de auto-ontwerp- en ontwikkelingsfase. 3D-geprinte onderdelen kunnen snel geproduceerd, getest en aangepast worden tot het optimale ontwerp bereikt is.

Tooling

Wellicht een van de grootste impacten die 3D-printen in de auto-industrie heeft gehad, is de productie van hulpmiddelen, jigs en fixtures in de pre-productiefase. AM stelt autofabrikanten in staat om laagkostende hulpmiddelen on the fly te produceren, die ze gebruiken voor kleine of middelgrote productiebatches of om tooling te valideren voor massaproductie.

Productietoepassingen voor 3D-Printen in de Auto-Industrie

Aangepaste Onderdelen

Zoals hierboven vermeld, is een van de grootste voordelen van 3D-printen in de autosector aanpassing. In tegenstelling tot injectiegieten, waar de kosten dalen naarmate meer onderdelen geproduceerd worden, is de kostprijs van 3D-printen niet afhankelijk van hoeveel onderdelen er geproduceerd worden, wat het geschikt maakt voor het printen van eenmalige, gepersonaliseerde componenten. Op dezelfde manier, dankzij digitale ontwerp- en aanpassingssoftware, is het mogelijk om snel gepersonaliseerde interieur- of decoratieve kenmerken voor luxe of speciale editievoertuigen te itereren.

Vervangingsonderdelen

Een andere significante productietoepassing voor 3D-printen in de autosfeer is de creatie van reserve- of vervangingsonderdelen voor zeldzame of vintage voertuigen. Als een onderdeel verouderd is, maakt 3D-printen het mogelijk voor autospecialisten om componenten omgekeerd te ontwerpen en on the fly te produceren. Vorig jaar gebruikte Siemens Industrial Turbomachinery Ltd. bijvoorbeeld 3D-scannen en printen om een 100 jaar oude auto te herstellen tot werkende conditie.

Onder-de-kap Componenten

Hoewel nog een nisgebied van auto-3D-printen, nemen de mogelijkheden voor het printen van onder-de-kap componenten toe naarmate de technologie verder vordert. Op dit moment is er experimenteren gaande dat de levensvatbaarheid van AM voor dergelijke toepassingen aantoont. Bijvoorbeeld, Ford installeerde onlangs een inlaatcollector in de rally-ride "Hoonitruck" (het grootste metalen 3D-geprinte onderdeel ooit geïnstalleerd in een auto), terwijl Divergent Technologies ook metaal 3D-printen gebruikt om het chassis van zijn Blade supercar te produceren.

RapidDirect 3D-Printdiensten

Bij RapidDirect bieden we een reeks 3D-printdiensten aan, waaronder gesmolten depositiemodellering (FDM), PolyJet 3D-printen en selectieve lasersinteren, die in staat zijn een aantal auto-toepassingen te vervullen. Dankzij een breed scala aan materialen kunnen onze toonaangevende 3D-printtechnologieën gebruikt worden voor het produceren van functionele prototypes, ontwerpdemonstraties, aangepaste onderdelen en meer.

Ons team van experts werkt nauw samen met klanten om ervoor te zorgen dat onderdelen niet alleen 3D-geprint en op tijd geleverd worden, maar ook geoptimaliseerd zijn voor additieve productie. Ten slotte bieden onze professionele afwerkingsdiensten 3D-geprinte producten en onderdelen een hoogwaardige afwerking.