Additieve productie benutten voor geavanceerde elektrische voertuigproductie

De populariteit van elektrische voertuigen (EV's) begon met de Toyota Prius, een hybride voertuig aangedreven door de combinatie van een interne verbrandingsmotor en een nikkel-metalhydridebatterij. Sinds de introductie van de Prius zijn veel hybride en batterij-elektrische voertuigen (BEVs) op de markt gekomen, en de adoptie van elektrische voertuigen neemt jaar op jaar toe. In 2020 werden 3,1 miljoen EV's verkocht en in november 2021 alleen, werden meer dan 721.000 plug-in voertuigen verkocht, wat een maandelijkse verkooprecord vestigde en een groeiend belang in EV's betekende – en er is geen teken dat die trend vertraagt.

General Motors plannet om benzine-aangedreven auto's – ook wel interne verbrandingsmotor (ICE) voertuigen genoemd – uit te faseren en belooft dat zijn hele vloot zal bestaan uit nul-emissievoertuigen tegen 2035. Op dezelfde manier kondigde president Biden aan dat de overheidsvloot vervangen zal worden door EV's, in totaal meer dan 645.000 voertuigen, en gaf een uitvoerend bevel met het doel om de helft van alle nieuwe auto's die in 2030 verkocht worden, elektrisch te maken. Bovendien voorspelt Bloomberg Markets dat meer dan twee derde van de wereldwijde autoverkopen elektrisch zal zijn tegen 2040, terwijl Edison Electric schat dat EV-verkopen 3,5 miljoen per jaar zullen overschrijden tegen 2030.

Het is duidelijk dat de toekomst van de automobilindustrie elektrisch is, en nu is de tijd voor bedrijven om te beginnen met het ontwikkelen van EV's. Bijhouden met de automobiele productiemarkt kan lastig zijn, maar het gebruik van additieve productie kan het proces vereenvoudigen en automobiele original equipment manufacturers (OEM's) helpen te bloeien naarmate we een steeds elektrischere wereld betreden.

Vergeleken met traditionele productiemethoden, stelt additieve productie lichtere componenten en verhoogde aanpassing mogelijk, terwijl het ook toeleveringsketenbeperkingen vermijdt die prominente productieblokkades zijn geweest. Met relatief lage productievolumes en een groeiende maar onzekere vraag, kunnen EV-fabrikanten en leveranciers profiteren van de flexibiliteit, snelheid en betaalbaarheid die additieve productie biedt.

Voordelen van additieve productie in elektrische voertuigen

Additieve productie biedt diverse voordelen voor degenen in de EV-industrie. Door additieve productie in de EV-productiecyclus te integreren, kunt u:

Intricate onderdelen ontwerpen, gewicht reduceren, en batterijlevensduur verlengen

De automobilindustrie heeft jarenlang diverse lichtgewichtopties nagejaagd, aangezien minder gewicht betere brandstofefficiëntie betekent. In EV's resulteren lichtere onderdelen in betere batterijlevensduur, dus fabrikanten hebben zich opgeschoord om manieren te vinden om voertuigen lichter te maken zonder kwaliteit of veiligheid op te offeren.

Kom additieve productie. Niet alleen stelt 3D-printen ingenieurs 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 component dat weinig tot geen montage vereist. Het resulterende product is vaak lichter dan een gepaste of gelaste onderdeel en kan in veel toepassingen traditioneel geproduceerde onderdelen evenaren wat betreft sterkte. Additieve productie's vermogen om ingewikkelde onderdelen te creëren kan ook helpen bij het maximaliseren van batterijruimte, aangezien ontwerpers in staat zijn om behuizingen met dunne wanden in complexe, stapelbare vormen te fabriceren.

Een verscheidenheid aan materialen gebruiken en betere thermische prestaties bereiken

Terwijl 3D-printen de reputatie heeft van een beperkte selectie aan compatibele materialen, is het aantal beschikbare opties de afgelopen jaren aanzienlijk gegroeid. Er zijn nu veel die aan automobiele specificaties voldoen en voertuiggewicht kunnen helpen reduceren. Bijvoorbeeld, sommige materialen bieden een 20% gewichtsreductie vergeleken met glasvezel-versterkt polybutyleentereftalaat (PBT). U kunt zelfs aangepaste 3D-printmaterialen formuleren om specifieke mechanische eigenschappen te bereiken als geen bestaande opties aan uw behoeften voldoen.

Daarnaast hebben veel materialen compatibel met 3D-printen betere thermische mogelijkheden dan traditionele productiematerialen, wat kan helpen EV-batterijlevensduur te verlengen. Immers, EV-batterijen worden het beste op milde temperaturen bewaard – 10°C is best voor opslag, terwijl 25°C ideaal is voor laden en rijden – maar die temperaturen te handhaven kan lastig zijn bij het gebruik van metalen componenten. Aan de andere kant, geven 3D-geprinte behuizingen en warmtewisselaars ingenieurs meer materiaalopties die kunnen helpen de batterijtemperaturen beter te reguleren.

Kostenefficiënt lage-volume productieruns produceren

Terwijl spuitgieten ideaal is voor hoge-volume productieruns, kan het duur en impractisch zijn bij het uitvoeren van lage-volume runs vanwege de kosten van het creëren van tooling. De vraag naar EV's stijgt snel, maar het is nog steeds niet bij de marktgrootte van traditionele ICE-voertuigen, dus de kosteneffectiviteit van additieve productie bij lage volumes kan bedrijven helpen de componenten die ze nodig hebben tegen een redelijke kostprijs per onderdeel te maken.

Uw time-to-market reduceren

Omdat additieve productie geen tooling vereist, kunt u uw productietijdlijn versnellen. Vergeleken met spuitgiet-levertijden, biedt additieve productie een levertijdreductie van tot 50%, wat het iteratieproces en de eindproductie versnelt. Als resultaat kunnen bedrijven voertuigontwikkelingstijden drastisch verkorten door additieve productie te gebruiken.

Voertuigen gemakkelijk aanpassen

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

Toeleveringsketenbeperkingen vermijden

Het volgen van traditionele productiemethoden betekent vaak vastlopen in toeleveringsketenproblemen – vooral met recente mondiale toeleveringsketenproblemen. Additieve productie stelt bedrijven in staat om veel van deze potentiële knelpunten over te slaan, aangezien bedrijven onderdelen overal kunnen maken waar zij of hun productiepartners 3D-printers hebben. In plaats van te wachten op traditionele productie- en verzendkanalen, kunnen ze onderdelen on-demand van overal ontwerpen en printen.

Veelvoorkomende toepassingen van additieve productie in EV-productie

Veel industrieën gebruiken additieve productie in prototyping vanwege de snelheid en betaalbaarheid, en de EV-industrie is geen uitzondering. Daarnaast gebruiken bedrijven additieve productie om kosteneffectief hulpmiddelen, vastzetten, en andere tools te creëren die nodig zijn voor het productie- en prototypingproces.

Wat het gaat om eindgebruiksonderdelen, gebruiken bedrijven 3D-printtechnologie om alles te creëren van batterijdozen tot verlichtingsbezels. Behuzingen, trim, clips, badges, beugels, alsmede lucht-, vloeistof-, en draadrouting kunnen 3D-geprint worden. Sommige bedrijven printen oplaadpoorten, stekkerkapjes, HVAC-kinematica, bevestigingen, en kappen.

3D-printen is steeds populairder bij elektrische connectoren, aangezien ze vaak klein zijn en extreme precisie vereisen, wat de kosten van traditionele kunststofspuitgieten kan verhogen. In de toekomst kan het zelfs mogelijk zijn om EV-batterijen op schaal te 3D-printen.

EV-componenten produceren met Fast Radius

Additieve productie biedt EV-fabrikanten veel voordelen, en het is waarschijnlijk de toekomst van de automobilindustrie. Echter, het verschuiven van traditionele productietechnieken naar additieve productie zal niet noodzakelijk makkelijk zijn voor elke organisatie.

Daar komt het werken met een ervaren productiepartner om de hoek kijken. Bij Fast Radius zijn we experts in additieve productie. Wanneer u met ons werkt, 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 te beginnen. Klaar om te beginnen? Maak een account aan om uw onderdeelsontwerpen te uploaden of neem vandaag nog contact met ons op!

Om meer te leren over de kosten van 3D-printen, wat u kunt verwachten tijdens het additieve productieproces, en meer, bekijk ons kenniscentrum.