14.00

Normal
0

false
false
false

RU
X-NONE
X-NONE

Аддитивные технологии уже широко используются в автомобильной промышленности. Узнайте, как большие и малые компании получают максимальную отдачу от Industry 4.0.

14.00

Normal
0
false

false
false
false

RU
X-NONE
X-NONE

Автомобильные компании все чаще используют технологии 3D-печати, чтобы сократить время выхода на рынок, устранить затраты на производственной линии и изготавливать сложные детали. Аддитивное производство позволяет проводить быстрые изменения без значительных задержек и затрат, что является обычным явлением для традиционных методов производства.

Но каковы особенности того, как автопроизводители применяют 3D-печать? Давайте посмотрим, как автомобильная промышленность: от автопроизводителей, выпускающих миллионы автомобилей в год, до небольших предприятий, производящих на заказ творения для избранных клиентов, использует эту новейшую технологию.

14.00

Normal
0

false
false
false

RU
X-NONE
X-NONE

Активная скоба спойлера 3D напечатана для Bugatti Chiron. 

10 самых крутых 3D-печатных машин в 2019 году

Volkswagen

Один из множества датчиков открывания ворот, спроектированных и напечатанных собственными силами. (Источник: Ultimaker / YouTube )

VW является одним из крупнейших автопроизводителей в мире, начиная с «народного автомобиля» (в прямом переводе «Фольксваген») в конце 1930-х годов и трансформируясь в современную многонациональную корпорацию. В 2018 году компания продала 10,8 миллионов автомобилей по всему миру.

VW Autoeuropa, одно из направлений бизнеса, которое произвело революцию в производственном процессе благодаря инструментам для 3D-печати, приспособлениям и приспособлениям для автомобилей, производимых на его фабрике в Португалии, а именно VW Scirocco, Sharan и Seat Alhambra.

VW Autoeuropa объединилась для этой работы с Ultimaker, которая в настоящее время использует семь своих 3D-принтеров FDM и производит при этом 93% инструментов самостоятельно, которые ранее изготавливались на стороне. Основные элементы, которые были преобразованы, включают следующее:

·         Датчик открывания ворот: первоначально его изготовление занимало 35 дней, а стоимость составляла до € 400 ($ 440); использование 3D-печати FDM позволило выполнить эти детали в течение четырех дней по цене всего € 10 ($ 11) - экономия затрат на 98%, экономия времени на 89%. Конструкция, состоящая из нескольких частей, ранее невозможная, позволяет заменять небольшие элементы зажимного приспособления, а не полностью утилизировать весь инструмент.

·         Датчик окна: используемый, чтобы расположить заднее окно с высокой точностью и повторяемостью, этот зажим стоил первоначально € 180 ($ 198) за деталь, а теперь - всего € 35 ($ 38). Оконные датчики были напечатаны с использованием комбинации PLA и TPU. Последний вступает в контакт с оконным стеклом и краской и при этом значительно уменьшает вероятность появления царапин на поверхности стекла. Это было ключевым вопросом для VW в прошлом, так как традиционные методы приводили к многочисленным поверхностным дефектам, требующим обширной последующей обработки.

·         Стойка для защиты колес: Эта деталь, предназначенная для установки вокруг полостей колесных гаек, позволяет затягивать болты без износа инструмента или повреждения литых колес. Стоимость снизилась с 800 евро (880 долларов) до 21 евро (23 доллара), а время с 56 дней до 10.

В примерах представлены небольшие комплектующие, но они внесли вклад в ожидаемую экономию в размере около 325 000 евро (360 000 долларов США). Инструменты для 3D-печати, кроме того, более эргономичны и обеспечивают повышенную эффективность при производстве благодаря конструкции, дополнительно обеспечивающей простоту эксплуатации.

Bugatti

Испытание 3D напечатанного суппорта Bugatti (Источник: volkswagenag.com )

Bugatti (в настоящее время входит в группу Volkswagen) является французским производителем роскошных автомобилей. С момента своего рождения в 1909 году Bugatti славится высоким уровнем детализации и художественным исполнением дизайнов, вытекающих из разработок его отца-основателя, итальянского дизайнера Этторе Бугатти.

В последние годы Bugatti использует производство присадок к металлу, как пример, в производстве бионически оптимизированного корпуса дифференциала для передней оси. На сегодняшний день эта деталь является крупнейшим функциональным титановым компонентом, напечатанным с использованием селективного лазерного плавления (SLM), который был протестирован.

В динамическом стендовом испытании титанового суппорта соблюдаются следующие предельные значения температуры, прочности и жесткости:

·         Материал: титан (аэрокосмический сплав Ti6Al4V )

·         Температура тормозного диска: до 1100 ° C

·         Скорости: > 375 км / ч (233 миль в час)

·         Тормозная сила: 1,35 Гс

·         Прочность на растяжение: 1250 МПа

·         Плотность материала: > 99,7%

Это не только заслуга группы VW. Компания Siemens внесла свой вклад в оптимизацию деталей, чтобы сократить количество итераций и найти правильный баланс между весом и жесткостью.

Второй компонент, активный кронштейн спойлера, также был произведен при снижении веса на 5,4 кг (53%), но с повышенной жесткостью. Это помогает поддерживать аэродинамические требования спойлера, который должен выдерживать ускорение до 400 км / ч за 32,6 секунды, а затем замедляться до нуля всего за 9 секунд.

BAC

Ручки в BAC Mono R. (Источник: newatlas.com)

Briggs Automotive Company (BAC)  - британская компания по производству суперкаров, базирующаяся в Ливерпуле, и производитель нового и знакового Mono.

При разработке более легкого и более эффективного Mono R компания BAC сосредоточилась на методах 3D-печати, чтобы извлечь в плане скорости все до последней капли. Поставщик материалов DSM предоставил два материала, которые использовались в деталях конечного использования:

·         Нить Novamid ID 1030-CF10: Этот полиамид 6/66, заполненный углеродным волокном, облегчает печать долговечных и конструкционных деталей конечного применения с высокой стабильностью размеров и при повышенных температурах не деформирующихся. Печать с них возможна на стандартной машине, но требует специального сопла.

·         Смола Somos WaterShed XC 11122: эта простая в использовании, маловязкая и водостойкая смола имитирует внешний вид прозрачных термопластов, таких как ABS и PBT. Эта смола производит оптически прозрачные детали с гладкой и прочной поверхностью. Стоимость материала делает этот продукт более отраслевым.

3D-принтер Stratasys F900 FDM был основным инструментом BAC, сокращая время, необходимое для тестирования деталей, таких как воздухозаборник, с двух недель до нескольких часов.

Также были изготовлены ручки рулевого колеса, полностью адаптированные для водителя, что обеспечивает непревзойденный уровень индивидуальных возможностей для клиентов. Введение этих компонентов AM в значительной степени способствовало снижению веса Mono R на 20 кг (с 580 до 560 кг). 

Hackrod

La Bandita Hackrod. (Источник: hackrod.com )

Hackrod - это компания, занимающаяся цифровым промышленным дизайном, базирующаяся в Калифорнии. С помощью своего La Bandita она попыталась создать полностью настраиваемый автомобиль, используя возможности 3D-печати, виртуальной реальности (VR) и искусственного интеллекта (AI). 

 Siemens также присоединился к проекту, предоставляя широкий спектр программных инструментов через свое флагманское программное обеспечение Siemens Digital Industries.

Hackrod стремится производить трудоемкие детали, в частности шасси, используя технологии аддитивного производства. Для этого в компании изучают процессы, необходимые для 3D-печати полноразмерного генерируемого шасси из алюминия с использованием методов нанесения металла.

С 2018 года компания успешно распечатала шасси La Bandita с использованием уникальной гибридной технологии. В частности, объединялся полимерный материал, напечатанный посредством экструзии, и алюминий, напечатанный с использованием процесса проволочной дуги. Эти два метода AM комбинируются с 5-осевой обработкой на станке с ЧПУ (на Siemens Sinumerik 840D ), и для получения готового шасси предпринимаются следующие шаги:

1.      3D-печать (аддитивная): аддитивная головка соединяет материал способами, упомянутыми выше (с использованием полимера и алюминия), а затем перемещается в сторону, уступая место 5-осевому шпинделю на станке с ЧПУ.

2.      Обработка с ЧПУ: 5-осевой шпиндель обрабатывает материал с использованием до 10 инструментов.

В результате, в 3D будут напечатаны только опоры шасси, рамы и кузова La Bandita. Другие компоненты будут взяты из библиотеки существующих частей. 

Hackrod также выпустила первый в мире мотоцикл, разработанный, спроектированный и напечатанный «прямо из видеоигры». Будущее выглядит захватывающим для производства Hackrod и аддитивных добавок!

BMW

Индивидуальная панель кабины в Mini. (Источник: yours-customized.mini )

BMW Group включает в себя Mini и Rolls-Royce. В 2018 году по всему миру было продано более 230 000 автомобилей. BMW активно исследует технологии AM с 1990 года, осуществив проект по заказу сидений для 3D-печати для британской паралимпийской баскетбольной команды, заложив основу для 3D-печати деталей, находящихся в их дорожных автомобилях:

·           BMW i8 Roadster: кронштейн крыши i8 Roadster был разработан и улучшен за счет оптимизации топологии, прежде чем SLM была использована для 3D печать частей. Сам кронштейн крепится к складывающемуся кровельному покрытию, что требует достаточной прочности для толкания и подъема веса крыши. В результате оптимизации окончательный дизайн вышел на 44% легче, чем предыдущая модель.

·         Mini: Mini с его программным обеспечением для интеграции, созданным Twikit, является первым производителем автомобилей, предоставившим услугу массовой персонализации с использованием 3D-печати. Боковые люки, сборка приборной панели, светодиодные дверные пороги и светодиодный дверной проектор являются элементами, которые можно изготавливать в соответствии с потребностями каждого клиента.

Дэвид Браун Automotive

Сложные интерьерные панели, созданные с использованием 3D-печати. (Источник: en.wheelsage.org)

David Brown Automotive - небольшой независимый производитель, базирующийся в Сильверстоуне, сердце автоспорта в Великобритании. Он успешно занял нишу в сочетании ретро-дизайна и традиционного ремесленного производства, демонстрируя «лучших британцев» с использованием новейших технологий и техники.

Опыт производства в малых объемах в сочетании с современным исполнением очевиден в их модели Speedback GT:

·                     Панели дверей: 3D-печать от поставщика для достижения необходимой кривизны, прежде отделка деревянным шпоном традиционно выполнялась вручную.

·                     Воздухозаборники и солнечные вентиляторы: принтеры Raise 3D Pro выпускают как прототипы, так и предметы конечного использования для этих и других компонентов.

В модели Mini Remastered карманы на задних сиденьях также напечатаны на заводе. Вся эта 3D-печать родилась из простого анализа затрат и сроков, который ясно дал понять, что таким образом стоит производить компоненты для интерьера. При этом возможны сложные формы, и дополнительная оснастка исключена из производственного процесса.

Local Motors

LM Olli! (Источник: autofutures.tv )

Local Motors (LM) - компания, уделяющая внимание мобильности. С 2007 года она стремится к созданию проектов с открытым исходным кодом, чтобы начать производство в небольших объемах на ряде микро-заводов:

·         Strati: Strati - это электромобиль, разработанный компанией LM, и, как утверждают многие источники, это первый в мире 3D-печатный автомобиль. Были потречены всего 44 часа на 3D-печать на 3D-принтере BAAM и три дня на фрезеровку и сборку. Шасси и корпус были напечатаны с использованием ABS, армированного углеродным волокном.

·         Olli: Olli - это низкоскоростной автономный челночный автобус, который является результатом тестирования более 2000 различных материалов с момента выпуска Strati. Olli можно напечатать примерно за 10 часов (сокращение времени на 77%), и он прошел краш-тестирование на скорости 25 миль в час как наихудший сценарий, опровергнув любые теории о недостаточной безопасности 3D-печатных материалов.

Что дальше?

Демонстрация 3D-корпуса Hackrod. (Источник: Siemens )

Реализуется еще много фантастических автомобильных проектов, в которых используются технологии AM, и они наверняка будут способствовать дальнейшему развитию отрасли в ближайшие несколько лет:

·         Liberty Powder Metals: британская компания по производству промышленных металлов. Liberty Powder Metals получила 4,6 млн фунтов стерлингов (5,75 млн долларов) от материнской компании Liberty House Group и правительства Великобритании на разработку специальных автомобильных порошков легированных металлов для 3D-печати.

·         Siemens & EDAG: Siemens и EDAG Group, независимая автомобильная инжиниринговая компания, сотрудничают в разработке NextGen Space Frame 2.0, который состоит из алюминиевой конструкции с узлами в бионическом исполнении. Эти компоненты нацелены на достижение гибкости производственных методов.

·         Continental AG: Continental открыла новое предприятие в Карбене, Германия, для тестирования технологий и материалов AM, а также разработки процессов для возврата в собственное производство автомобильных деталей, таких как тормозные суппорты и резервуары для жидкости.

·         BMW: BMW Group запустила проект, который обещает стать краеугольным камнем для массового производства не менее 50 000 компонентов в год с использованием технологий AM.

·         Университет Суинберн / Tradiebot Industries / AMA Group: Проект «Ремонт бота» предоставляет недорогие услуги по быстрому ремонту в тот же день для автомобильной пластиковой отделки и компонентов, поврежденных в результате аварий. Они уже добились успеха с помощью сменной проушины для сборки фары, которая была напечатана в 3D с помощью манипулятора.

·         Sterling & Xander Backus: Этот великолепный проект печати кузова для автомобиля Lamborghini Aventador показывает, что еще может существовать отколовшаяся субкультура отдельных дизайнеров, желающих разрабатывать новый и инновационный кузов в процессе!

Будущее действительно выглядит блестящим для автопроизводителей, использующих и разрабатывающих технологии и процессы аддитивного производства. 

Источник