چاپ سه بعدی در صنعت خودرو: انقلابی در ساخت خودرو

چاپ سه بعدی در صنعت خودرو: انقلابی در ساخت خودرو

مقدمه: تغییر دنده تولید

آیا تا به حال متوقف شده اید که در مورد آنچه برای ساخت یک ماشین مدرن لازم است فکر کنید؟ این یک سمفونی برای مهر زنی ، جوشکاری ، ریخته گری و ماشینکاری است - فرآیندهای فرآیند که بیش از یک قرن استاندارد صنعت بوده اند. آنها قابل اعتماد هستند ، اما تنظیم آنها نیز آهسته ، گران قیمت و ذاتاً محدود کننده در هنگام طراحی است.

اما دنیای خودرو در نقطه مهمی است. در مواجهه با خواسته های بی امان وسایل نقلیه سبک تر ، چرخه توسعه سریعتر و طرح های بیش از حد سفارشی ، روشهای تولید سنتی شروع به لکه دار شدن می کنند.

وارد کردن چاپ سه بعدی ، یا همانطور که مهندسان آن را صدا می کنند ، تولید افزودنی (بوهاM) .

این فقط مربوط به چاپ ریزه های پلاستیکی نیست. AM از یک ترفند نمونه سازی شسته و رفته به یک فناوری تولیدی قدرتمند تبدیل می شود که به طور فعال آینده تحرک را شکل می دهد. در دنیای پر خواستار و پرخاشگرانه تولید خودرو ، چاپ سه بعدی دیگر گزینه "خوب برای داشتن" نیست-این سریع تبدیل می شود باید مزیت داشته باشید .

در این مقاله به بررسی چگونگی چاپ سه بعدی در کمک به خودروسازان کمک می کند تا همه چیز را تعریف کنند ، از یک جیگ ساده در کف کارخانه گرفته تا قسمت فلزی پیچیده در اعماق موتور شما ، و قدرت واقعی این انقلاب تولیدی را آشکار می کند.

---

چاپ سه بعدی چیست؟ (یک آغازگر سریع)

قبل از اینکه در مورد چگونگی ساخت چاپ سه بعدی BMW یا Ford بعدی صحبت کنیم ، اطمینان حاصل کنیم که همه ما در یک صفحه در مورد خود فناوری هستیم.

تفاوت اساسی: افزودنی در مقابل تفریق

به تولید خودروهای سنتی (ماشینکاری ، فرز) فکر کنید تولید کمتری بشر شما با یک بلوک بزرگ از مواد (یک بیل) شروع می کنید و هر آنچه را که خود دارید ، حک می کنید ، مته یا حک کردن نه بخواهید تا قسمت آخر باقی بمانید. مؤثر است ، اما مقدار زیادی زباله ایجاد می کند.

چاپ سه بعدی, conversely, is Additive Manufacturing. این به معنای واقعی کلمه برعکس است. شما با هیچ چیز شروع می کنید و قسمت را به بالا می سازید ، لایه بر اساس لایه میکروسکوپی ، دقیقاً در جایی که به مواد مورد نیاز است ، بر اساس یک مدل سه بعدی دیجیتال. این رویکرد "فقط با استفاده از آنچه شما نیاز دارید" منبع بسیاری از مزایای انقلابی آن ، به ویژه در هزینه و کارآیی مواد است.

---

فرآیندهای چاپ سه بعدی رایج استفاده شده در خودرو

اصطلاح "چاپ سه بعدی" خانواده ای از فناوری ها را در بر می گیرد و صنعت خودرو بسته به اینکه به یک نمونه اولیه پلاستیکی سریع یا یک جزء فلز ساختاری نیاز دارند ، از چندین بازیکن اصلی استفاده می کند:

مخفف پردازش	نام کامل	تمرکز مواد	چگونه کار می کند (GIST)	بهترین برای خودرو ...
FDM	مدل سازی رسوب ذوب شده	ترموپلاستیک (پلیمرها)	یک رشته پلاستیکی ، مانند یک اسلحه چسب داغ بسیار دقیق ، یک لایه پلاستیکی را ذوب و اکست می کند.	نمونه های اولیه ، کم هزینه و کم هزینه ها و وسایل ساده.
SLA	نگارشی	رزین های فتوپلیمر	از لیزر برای درمان رزین مایع در یک جسم جامد استفاده می کند. معروف به جزئیات بالا و سطوح صاف.	نمونه سازی بسیار دقیق ، مدل های طراحی پیچیده.
SLS	پخت لیزر انتخابی	پودرهای نایلونی (پلیمرها)	از یک لیزر با قدرت بالا برای فیوز ذرات پودر ریز در کنار هم استفاده می کند ، لایه بر روی لایه. قدرت عالی	نمونه های اولیه عملکردی و قطعات استفاده نهایی (به عنوان مثال ، مجاری HVAC ، تر و تمیز داخلی).
MJF	فیوژن چند جت (HP)	پودرهای نایلونی (پلیمرها)	از یک سیستم جت آژانس همراه با یک لامپ گرمایش استفاده می کند تا لایه های پودر به سرعت فیوز شود. برای سرعت و حجم شناخته شده است.	ابزار ، قطعات استفاده نهایی با حجم کم به میانی (به عنوان مثال ، دریچه های سفارشی ، مخازن سیال).
DML	لیزر فلزی مستقیم	پودرهای فلزی (آلومینیوم ، فولاد ، تیتانیوم)	مشابه SLS ، اما از یک لیزر قدرتمند برای ذوب و فیوز پودرهای فلزی ریز استفاده می کند.	اجزای ساختاری ، قطعات موتور ، ابزار با کارایی بالا.

مواد: با چه چیزی چاپ می کنیم؟

مواد موجود امروز همان چیزی است که واقعاً در را برای چاپ سه بعدی در برنامه های جدی خودرو باز کرده است.

• پلیمرها (پلاستیک): فراتر از پلاستیک اساسی ، ما در مورد نایلون های درجه صنعتی ، مقاوم در برابر شعله ، پلی کربنات ها و رزین های تخصصی صحبت می کنیم که می توانند در برابر گرما ، لرزش و قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش مورد نیاز در یک وسیله نقلیه مقاومت کنند.

• کامپوزیت ها: اینها پلیمرهایی هستند که با الیاف تقویت می شوند. فیبر کربن بشر این مواد برای دستیابی به آن بسیار مهم هستند سبک وزن اهداف ، استحکام فلزات را در کسری از وزن ارائه می دهد - برای محفظه های باتری وسیله نقلیه الکتریکی و اسپویلرهای آیرودینامیکی.

• فلزات: تغییر دهنده بازی. با استفاده از فناوری هایی مانند DML ، تولید کنندگان می توانند آلیاژهای آلومینیومی (ایده آل برای اتلاف گرما) ، فولاد ضد زنگ و تیتانیوم را برای قطعات مهم و مهم مانند اجزای اگزوز ، براکت های تخصصی یا حتی عناصر خاص موتور چاپ کنند.

با این مجموعه بنیاد ، اکنون می توانیم قدردانی کنیم چرا شرکت های اتومبیل در این فناوری به شدت سرمایه گذاری می کنند - این فقط مربوط به سرعت نیست ، بلکه مربوط به آن است امکانات مادی و تدوین این فلز و کامپوزیت اجازه می دهد.

برنامه های چاپ سه بعدی در صنعت خودرو: جایی که لاستیک در جاده ملاقات می کند

قدرت واقعی چاپ سه بعدی فقط در توانایی خود در ساخت لایه های لایه به صورت لایه نیست ، بلکه در حالت ظاهری آن است تطبیق پذیری در کل چرخه عمر محصول - از اولین طرح تا قسمت یدکی نهایی ، ده ها سال بعد. برای صنعت خودرو ، AM یک ابزار چند منظوره است که به پنج حوزه اصلی می پردازد:

1. نمونه سازی: سرعت بخشیدن به مسابقه طراحی

این برنامه OG است ، دلیل این که چاپگرهای سه بعدی برای اولین بار وارد آزمایشگاه های تحقیق و توسعه خودرو شدند.

• نمونه سازی سریعتر و مقرون به صرفه تر: تصور کنید که یک طراح یک طرح جدید دریچه هوا ایجاد می کند. به طور سنتی ، ایجاد یک نسخه فیزیکی نیاز به ارسال فایل CAD به یک فروشگاه ماشین ، تنظیم قالب یا ابزار و روزهای انتظار یا حتی هفته ها داشت. با داشتن یک چاپگر سه بعدی صنعتی مدرن (مانند سیستم SLA یا MJF) ، که مهندس می تواند نمونه اولیه عملکردی از نظر جسمی را روی میز خود داشته باشد یک شب .

• تکرار سریع: این شتاب یعنی مهندسان می توانند آزمایش کنند بیشتر طرح ها آنها به جای اینکه فقط دو گزینه طراحی را برای یک منیفولد پیچیده آزمایش کنند ، می توانند ده را آزمایش کنند. نقص ها در اوایل کشف می شوند ، تکرار طراحی سریعتر است ، و زمان لازم برای قفل کردن در یک طراحی نهایی به طرز چشمگیری کاهش می یابد - هفته های بسیار مهم از چرخه توسعه محصول.

• مثالها: خودروسازان به طور مرتب مدلهای زیبایی شناسی در مقیاس کامل از داشبورد ، اجزای آیرودینامیکی آماده و تونل و حتی قطعات باربری کاربردی را برای قاطرهای آزمایش اولیه چاپ می کنند.

2. ابزار: سلاح کارآیی مخفی

در حالی که نمونه های اولیه عناوین را دریافت می کنند ، چاپ سه بعدی ابزار ، جیگ ها و وسایل آیا قهرمانان ساکت باعث تغییر کارایی خط مونتاژ می شوند. اینها بخش هایی نیستند که بروند به ماشین ، بلکه کمکهای سفارشی استفاده شده است ساخت ماشین

• سفارشی سازی و ارگونومی: خط مونتاژ پر از کارهای تکراری و دقیق است. چاپ سه بعدی به تکنسین ها اجازه می دهد تا به سرعت ابزارهای سبک و سفارشی (مانند راهنماهای مته ، جیگ های تراز یا وسایل نصب سنسور) را به سرعت ایجاد کنند که دقیقاً برای کانتورهای مدل خاص ماشین یا حتی برای دست یک کارمند خاص تنظیم شده اند.

• هزینه و صرفه جویی در وقت: چرا هزاران دلار و هفته ها را صرف ماشین سنجی چک فلزی می کنید که فقط برای یک تولید محدود استفاده می شود؟ یک نسخه پلیمری چاپی سه بعدی ، که اغلب با فیبر کربن تقویت می شود (مانند نایلون 12 cf) ، می تواند کسری را هزینه کند و در یک روز چاپ شود و منجر به کاهش عظیم در سربار و خرابی شود.

3. قطعات تولید: حرکت به سمت استفاده نهایی

این مهیج ترین مرز است. این تغییر از "چاپ سه بعدی یک نمونه اولیه" به "چاپ سه بعدی بخشی که در ماشین ارسال می شود."

• وسایل نقلیه کم حجم و کارایی: برای اتومبیل های اسپرت ، هایپرکار یا وسایل نقلیه برقی با تعداد تولید محدود ، هزینه ابزار سنتی ممنوع است. چاپ سه بعدی راهی برای ساخت قطعات بسیار پیچیده و با کارایی بالا (مانند نکات اگزوز تیتانیوم ، کانال های خنک کننده تخصصی یا براکت های فلزی پیچیده) بدون سرمایه گذاری در قالب های چند میلیون دلاری ارائه می دهد.

• قدرت ادغام قسمت: این یک بینش فنی کلیدی است. مجامع سنتی ممکن است به شش قطعه مختلف مهر ، جوش داده شده یا ریخته گری نیاز داشته باشند. چاپ سه بعدی ، به ویژه Metal AM (DML) ، به مهندسان این امکان را می دهد تا شش عملکرد را در آن طراحی کنند یک قسمت منفرد ، از نظر هندسی پیچیده بشر این باعث کاهش زمان مونتاژ می شود ، تعداد قسمت (و پیچیدگی موجودی) را کاهش می دهد و اغلب منجر به یک مؤلفه قوی تر و سبک تر می شود.

• مثالها: جنرال موتورز هم اکنون بیش از صد مؤلفه استفاده نهایی چاپ شده سه بعدی را در وسایل نقلیه جدید مانند Cadillac Celestiq ، از تر و تمیز زیبایی گرفته تا براکت های ساختاری در خود جای داده است.

4. سفارشی سازی و شخصی سازی: تجربه "ماشین من"

بازار در حال دور شدن از "تولید انبوه" و به سمت "انبارهای انبوه" است. چاپ سه بعدی موتور آن تغییر است.

• عناصر داخلی منحصر به فرد: آیا می خواهید نام خود را در تر و تمیز داشبورد یا یک الگوی گرافیکی خاص روی دستگیره تغییر دنده خود قرار دهید؟ چاپ سه بعدی آن را از نظر اقتصادی امکان پذیر می کند. خودروسازان می توانند بدون تهیه موجودی موجودی بزرگ ، کاتالوگ صدها گزینه شخصی را ارائه دهند و آنها را چاپ کنند در صورت تقاضا .

• لوازم جانبی و لوازم جانبی: علاقه مندان و تیونرها از چاپ سه بعدی برای ایجاد ورودی های سفارشی ، عناصر بدن اصلاح شده یا برای سنجش های پس از فروش استفاده می کنند - سطح شخصی سازی تولید سنتی نمی تواند لمس کند.

5. قطعات یدکی و تعمیر: انبارداری دیجیتال

برای مدلهای قدیمی یا کم حجم ، موجودی قطعات یدکی یک کابوس اقتصادی است. تولید کنندگان باید تقاضا را حدس بزنند ، تولید کنند و آنها را برای سالها ذخیره کنند.

• موجودی دیجیتال در تقاضا: راه حل است انبار بشر به جای یک قفسه فیزیکی پر از قطعات پوشیده از گرد و غبار ، خودروسازان پرونده CAD دیجیتال را ذخیره می کنند. هنگامی که یک قسمت نادر مورد نیاز است-به عنوان مثال ، یک کلاه پلاستیکی خاص برای یک کلاسیک 20 ساله-آنها به سادگی پرونده را بارگیری کرده و آن را در نزدیکترین چاپگر صنعتی چاپ می کنند.

• حفظ میراث خودرو: این برای ترمیم اتومبیل کلاسیک بسیار مهم است. به عنوان مثال ، پورشه از چاپ سه بعدی برای تهیه قطعات فلزی فوق العاده نادر برای مدل های پرنعمت نمادین خود استفاده می کند و اطمینان حاصل می کند که این وسایل نقلیه بدون نیاز به بازآفرینی ابزار گران قیمت و چند ساله ، در جاده بمانند.

---

قسمت سوم: ضروری تجارت - چرا تولید افزودنی برای ماشین آینده ضروری است

اگر بخش قبلی کاربرد گسترده چاپ سه بعدی را توضیح دهد ، سوال برای هر یک از اجرایی و مهندس باقی مانده است: چرا یک تغییر استراتژیک برای اتخاذ آن تحمل می کنیم؟ این پاسخ در پنج مزیت تجاری قدرتمند و قابل اندازه گیری است که اساساً در حال تغییر شکل اقتصاد تولید خودرو هستند.

1. قدرت سبک و عملکرد

پیگیری وزن کمتری وسیله نقلیه - سبک وزن - یک هدف انتزاعی نیست. این یک دستورالعمل مهم است که ناشی از تقاضا برای عملکرد بالاتر و نیاز وجودی به دامنه باتری بیشتر در وسایل نقلیه برقی (EVS) است. چاپ سه بعدی یک راه حل بی نظیر ارائه می دهد:

• طراحی تولیدی: بر خلاف تولید سنتی ، که با محدودیت قالب ها و ماشینکاری محدود است ، تولید مواد افزودنی (AM) می تواند طرح های ایجاد شده توسط طراحی تولیدی نرم افزار به زندگی. یک مهندس الزامات بار و محدودیت های مکانی را وارد می کند ، و نرم افزار AI محور قسمت را با استفاده از حداقل حداقل مواد لازم طراحی می کند.

• ساختارهای داخلی پیچیده: این فرآیند منجر به هندسه های ارگانیک و مشبک مانند ساختارهای غیرممکن است که بازیگران یا ماشین ها غیرممکن هستند-این امر باعث می شود قدرت مساوی یا برتر در حالی که باعث کاهش توده قسمت تا 50 ٪ می شود.

• سود عملکرد: برای EVS ، هر کیلوگرم ذخیره شده مستقیماً به مایل با محدوده گسترده ترجمه می شود. برای وسایل نقلیه با کارایی بالا و موتورسواری ، اجزای سبک تر به معنای چابکی برتر ، اقتصاد سوخت بهتر و یک مزیت رقابتی در مسیر است. به عنوان مثال ، بوگاتی دارای کولیس ترمز تیتانیوم که تقریباً نیمی از وزن سلف آلومینیوم آن بود ، چاپی سه بعدی چاپ کرد.

2. زمان به بازار: تکرار شتاب

در یک بازار به سرعت در حال تغییر که در آن یک مدل جدید EV می تواند در کمتر از پنج سال منسوخ شود ، سرعت مهم است. چاپ سه بعدی جدول زمانی سنتی توسعه محصول را فرو می ریزد.

• نمونه سازی سریع: امکان چاپ نمونه اولیه کاربردی و با وفاداری در ساعت ها یا روزها به جای هفته ها یا ماه های مورد نیاز برای ابزار سنتی (قالب ها ، مردن) ، یک تغییر دهنده بازی است. این امر به مهندسان این امکان را می دهد تا ده ها تکرار طراحی را بر روی اجزای مهم ، از مصرف هوا گرفته تا کنسول های داخلی انجام دهند و منجر به یک محصول نهایی برتر شوند.

• تولید کمتر ابزار: چاپ سه بعدی با از بین بردن مرحله زمان و پر هزینه برای ایجاد قالب و ابزار ، چرخه توسعه را به طرز چشمگیری کاهش می دهد. طراحی تغییراتی که یک بار ماهها طول کشید ، اکنون می تواند یک شبه با به روزرسانی یک فایل CAD دیجیتال اجرا شود.

10. چابکی زنجیره ای و موجودی دیجیتال

آسیب پذیری های یک زنجیره تأمین جهانی و متمرکز در طی بحران های اخیر در معرض دردناک قرار گرفت. تولید افزودنی مسیری را برای مقاومت بیشتر و کاهش قابل توجه در هزینه های عملیاتی فراهم می کند.

• تولید در صورت تقاضا: شرکت های خودروسازی می توانند انبارهای فیزیکی قطعات یدکی را جایگزین کنند موجودی دیجیتالی بشر آنها به جای اینکه هزاران میراث یا قطعات کم حجم را برای ده ها سال انبار کنند ، یک پرونده CAD ایمن را ذخیره می کنند و بخشی را در یک مرکز محلی یا حتی نمایندگی چاپ می کنند ، فقط در صورت نیاز مشتری.

• کاهش هزینه های موجودی: این تغییر هزینه انبارداری ، حمل و نقل و منسوخ را از بین می برد. برای تقسیمات اتومبیل کلاسیک ، این تضمین می کند که قطعات نادر همیشه بدون نیاز به تعهد به یک تولید اقتصادی ممنوع ، می توانند تکثیر شوند.

• تولید محلی: این فناوری تولید غیرمتمرکز و محلی ، تولید کنندگان عایق را از اختلالات ژئوپلیتیکی و هزینه های حمل و نقل مرزی بالا تسهیل می کند.

4. سفارشی سازی به عنوان یک ویژگی اصلی

تولید انبوه مدتهاست که دشمن شخصی سازی بوده است. چاپ سه بعدی این پویا را می چرخاند و سفارشی سازی را به یک واقعیت اقتصادی تبدیل می کند ، حتی برای تولید کنندگان با حجم بالا.

• سفارشی سازی انبوه: برای مارک های لوکس و وسایل نقلیه نسخه ویژه ، قطعات تر و تمیز منحصر به فرد ، اجزای داشبورد و لوازم جانبی شخصی را می توان در مقیاس کوچک چاپ کرد بدون اینکه هزینه های ممنوع ابزار سفارشی را تحمل کند.

• ارگونومی و کارآیی: در طبقه کارخانه ، جیگ های بسیار تخصصی ، وسایل و وسایل مونتاژ ارگونومیک می توانند برای خطوط خاص یا حتی کارگران خاص چاپ شوند ، به طرز چشمگیری کارایی تولید را بهبود بخشیده و خطر خطای انسانی را کاهش می دهند.

5. بخش ادغام و سادگی مونتاژ

یک مونتاژ سنتی غالباً شامل ده ها قطعه گسسته - سریعتر ، براکت ، کانال - است که باید به طور جداگانه تولید شوند و با کار و پیچیدگی جمع شوند.

• اجزای یکپارچه: تولید افزودنی می تواند ده یا بیشتر قطعات پیچیده و در هم تنیده را در یک مؤلفه واحد و منسجم تلفیق کند. این امر نه تنها بخشی را قوی تر و سبک تر می کند (با از بین بردن اتصال دهنده ها) بلکه روند مونتاژ را نیز به طرز چشمگیری ساده می کند ، هزینه های نیروی کار را کاهش می دهد و نقاط بالقوه شکست را به حداقل می رساند.

قسمت چهارم: اثبات در بخشی است-مطالعات موردی در جهان و حجم تولید

مزایای استراتژیک تولید افزودنی دیگر نظری نیست. نوآورانه ترین خودروسازان بسیار فراتر از نمونه های اولیه حرکت کرده اند و اجزای چاپی سه بعدی را مستقیماً در خطوط تولید و وسایل نقلیه با کارایی بالا ادغام می کنند.

در اینجا مطالعات موردی قطعی که اعتبار تغییر صنعت را تأیید می کنند ، آورده شده است:

1. پیشگام با کارایی بالا: بوگاتی

کار Bugatti بیانگر اوج ترکیب طراحی تولیدی با تولید مواد افزودنی فلزی برای حل چالش های عملکرد شدید است.

• مؤلفه: یک مونوبلوک 8 پیستونی کولیس ترمز تیتانیوم (برای Hypercar Chiron).

• فناوری: ذوب لیزر انتخابی (SLM) آلیاژ تیتانیوم با کارایی بالا ، Ti6al4V.

• تأثیر: کولیس چاپی سه بعدی فقط وزن دارد 2.9 کیلوگرم ، کاهش وزن 40 ٪ در مقایسه با نسخه آلومینیومی معمولی (4.9 کیلوگرم). از نظر انتقادی ، ضمن حفظ قدرت کششی از این کاهش وزن به دست آورد $1با250{\text{n/mm}}^2$ و عبور دقیق ترین آزمایش ، از جمله توقف از $250\text{در ساعت}$ بشر این بزرگترین مؤلفه تیتانیوم کاربردی است که تاکنون در زمان توسعه آن برای یک کاربرد خودرو چاپ شده است.

2. رهبر حجم: گروه BMW

BMW احتمالاً پیشرفته ترین تولید کننده بازار انبوه از نظر ادغام AM در کل عملکرد خود است-از تحقیق و توسعه گرفته تا محصول نهایی و بهینه سازی کف کارخانه.

• مقیاس تولید: گروه BMW اکنون بیش از حد تولید می کند 400000 قطعات چاپی سه بعدی در سال در سراسر شبکه تولید جهانی خود.

• نمونه های استفاده نهایی: BMW مؤلفه های چاپی را در مدل های مختلفی از جمله:

  • براکت های سقفی: از روی وسایل نقلیه مانند BMW i8 ، براکت های پلیمری بهینه سازی شده با چاپ سفارشی برای تأمین سقف های پلاستیکی تقویت شده با فیبر کربن سبک (CFRP) استفاده شد.

  • دستگیره ها و جیگ های سفارشی: در خط مونتاژ برای سقف های CFRP سری M ، BMW از دستگیره های عظیم ، بیونیک (ساختاری ارگانیک) استفاده می کند که هستند $25\; ٪$ سبک تر از پیشینیان خود. این صرفه جویی در وزن به خودروساز اجازه می دهد تا از روبات های کوچکتر و کارآمدتر با انرژی استفاده کند ، هزینه ها و مصرف انرژی را کاهش دهد.

• کارخانه دیجیتال: BMW با ایجاد پردیس تولید افزودنی اختصاصی خود ، به سرعت در حال توسعه و انتشار دانش برای چاپ ابزارها ، جیگ ها و وسایل موجود در هر یک از گیاهان جهانی خود ، دستیابی به انعطاف پذیری زنجیره تأمین بومی شده و در صورت تقاضا است.

3. نوآورانه کارآیی: شرکت فورد موتور

فورد از نظر استراتژیک چاپ سه بعدی را برای صرفه جویی در میلیون ها نفر سالانه ، در درجه اول با استفاده از فناوری در مناطق با ارزش بالا در کف کارخانه و در پس زمینه.

• ابزار ابزار و تولید: در گیاهانی مانند کارخانه انتقال والنسیا ، آزمایشگاه چاپی داخلی فورد ، کاتالوگ بیش از 5000 قسمت قابل چاپ را ایجاد کرده است که سالانه ده ها هزار کمک تولید چاپی و قطعات یدکی تولید می کند. این ابزارهای سفارشی - مانند سنجش ، راهنماهای مته و کلیپ های سفارشی - به طور قابل توجهی ارگونومی کارگران را بهبود می بخشد و به طرز چشمگیری کاهش می یابد.

• مزیت هزینه: هنگامی که یک خط خط حیاتی مونتاژ شکسته می شود ، به طور سنتی جایگزینی می تواند هفته ها طول بکشد و هزاران دلار هزینه داشته باشد. فورد با چاپ بخشی در خانه در ساعت ها برای کسری از هزینه ، تداوم عملیاتی بی نظیر را حفظ می کند.

• قطعات بعد و میراث: فورد مانند پورشه و سایر OEM های اصلی ، موجودی خود را برای قطعات یدکی قطع شده دیجیتالی می کند ، و اطمینان می دهد که صاحبان مدل های کلاسیک یا قدیمی همیشه می توانند یک بخش جایگزینی کاربردی و کاربردی را بر روی تقاضا تهیه کنند.

4. وسیله نقلیه آینده: جنرال موتورز (GM)

جنرال موتورز نشان می دهد که چگونه طراحی تولیدی و چاپ سه بعدی ترکیب می شوند تا قطعاتی را تولید کنند که یکپارچگی ساختاری و کاهش وزن را تعریف می کنند.

• مؤلفه: A براکت صندلی طراحی شده (با همکاری Autodesk تولید می شود).

• تأثیر: طراحی براکت جدید جنرال موتورز ادغام شد هشت مؤلفه سنتی مختلف به a single, complex 3D printed piece. The resulting part was $40\; ٪$ سبک تر و $20\; ٪$ قوی تر از مونتاژ اصلی. این ادغام عملکرد و ساختار واضح ترین سیگنال است که چاپ سه بعدی فقط یک فرآیند جایگزینی نیست بلکه یک فلسفه طراحی مجدد اساسی برای کل وسیله نقلیه است.

سه ستون آینده افزودنی

ادغام چاپ سه بعدی سه تغییر پارادایم اصلی ایجاد می کند که منظره خودرو را برای قرن بعد تعریف می کند:

1. ضرورت سفارشی سازی انبوه

تولید سنتی الگویی از تولید انبوه است - جمع آوری برای میلیون ها قسمت یکسان طراحی شده است. با این حال ، تولید افزودنی امکان پذیر است سفارشی انبوه بشر برای وسایل نقلیه لوکس یا کارایی بالا ، این بدان معنی است که قطعات منحصر به فرد و بهینه شده راننده (چرخ های فرمان سفارشی ، مونتاژ صندلی) می توانند در صورت تقاضا تولید شوند. برای مصرف کنندگان ، بدون ایجاد هزینه های گزاف ، در را برای تر و تمیز شخصی ، نشان و عناصر داخلی باز می کند.

2. مزیت وسیله نقلیه الکتریکی (EV)

وسایل نقلیه الکتریکی به طور نامتناسب از کاهش وزن سود می برند. کارآیی یک EV مستقیماً با جرم آن گره خورده است. با اجازه دادن به مهندسان برای ایجاد ساختارهای پیچیده و بیونیک و ادغام چندین مؤلفه در یک (همانطور که با GM مشاهده می شود) ، چاپ سه بعدی مؤثرترین ابزار در دسترس برای کاهش وزن وسیله نقلیه است ، از این طریق افزایش دامنه باتری و کاهش مصرف کلی مواد.

3. زنجیره تأمین دیجیتال و مقاومت

هدف نهایی این است موجودی دیجیتالی بشر به جای انبارداری هزاران قسمت یدکی فیزیکی برای چندین دهه ، تولید کنندگان می توانند پرونده دیجیتالی (طرح CAD) را ذخیره کنند. هنگامی که بخشی مورد نیاز است-خواه ابزاری در خط مونتاژ باشد یا یک جزء جایگزینی برای یک وسیله نقلیه 20 ساله-می توان در طی چند ساعت به صورت محلی و در هر نقطه از جهان چاپ کرد. این تغییر هزینه های انبارداری را از بین می برد ، زمان حمل و نقل را به طرز چشمگیری کاهش می دهد و مقاومت بی سابقه ای را در برابر اختلال در زنجیره تأمین جهانی فراهم می کند.

چشم انداز نهایی

صنعت خودرو به سمت یک مدل تولید بسیار غیر متمرکز و دیجیتالی محور حرکت می کند. هر قسمت مشمول این سؤال خواهد شد: آیا این مؤلفه بهتر است که به صورت کمبود تولید شود یا به صورت اضافی؟

از آنجا که فن آوری های چاپ سه بعدی همچنان در سرعت ، تنوع مواد و مقیاس افزایش می یابد ، پاسخ به طور فزاینده ای دومی خواهد بود. این فناوری فقط اتومبیل ها را بهبود نمی بخشد. این تعریف مجدد چگونه و در کجا ساخته شده است ، در دوره ای از تولید که سریعتر ، سبک تر ، قوی تر و ذاتاً پایدار است. $