Pembuatan kereta ialah bidang aplikasi penting teknologi percetakan 3D logam. Daripada pengeluaran prototaip yang pantas, dengan itu mempercepatkan kecekapan penyelidikan dan pembangunan kereta baharu, kepada pengeluaran langsung bahagian kelompok kecil, memendekkan rantaian bekalan, dan menjimatkan kos, percetakan 3D boleh digambarkan sebagai teknologi pelengkap yang penting dalam industri automotif. Di samping itu, kelebihan unik percetakan 3D dalam pembuatan bahagian yang kompleks boleh memudahkan bilangan bahagian automotif, mengurangkan berat dan menjimatkan bahan. Boleh dikatakan teknologi percetakan 3D mempunyai banyak kelebihan untuk pembuatan kereta. Yang berkata, teknologi itu setakat ini tidak digunakan secara meluas di lapangan. Itu kerana keupayaan untuk membuat bahagian yang lebih pantas, lebih murah dan lebih kompleks -- begitulah cara kereta masa hadapan akan dibina.
Pembuatan Aditif dalam Industri Automotif
Dalam dunia automotif, pengguna pertama pembuatan bahan tambahan bukanlah pembuat kereta itu sendiri, tetapi pasukan yang mereka taja. Selama beberapa dekad, syarikat dari Ford hingga Ferrari telah menggunakan kereta lumba sebagai inkubator untuk menguji teknologi baharu. Banyak ciri standard dalam kereta baharu sekarang - brek regeneratif dalam hibrid, pencucuhan butang tekan, dan juga cermin - boleh dikesan kembali ke asalnya. Prinsip yang sama digunakan untuk percetakan 3D, terutamanya percetakan logam. Pasukan Formula 1, Pasukan Perlumbaan Cabaran Ketahanan Dunia, Pasukan Formula E, dan banyak lagi telah mengalami sendiri manfaat pembuatan bahan tambahan – reka bentuk lelaran pantas, prototaip pantas dan pencerahan komponen – semuanya tersedia untuk Meningkatkan prestasi anda kenderaan di atas landasan.
Gabungan katil serbuk laser adalah lebih baik untuk aplikasi volum rendah, bernilai tinggi（Percetakan SLM 3D）
Sistem pencetakan 3D yang paling banyak digunakan setakat ini, gabungan katil serbuk laser, menggunakan laser untuk mencairkan serbuk logam nipis lapisan demi lapisan sehingga bahagian itu dibuat. Teknologi ini boleh membuat bahagian logam dengan cepat dan tepat dan telah digunakan secara meluas dalam bidang pembuatan kereta dalam dekad yang lalu. BMW, Ford, Volkswagen, Mercedes-Benz dan syarikat lain telah mewujudkan kes tipikal dalam penggunaan teknologi ini, dan telah mencapai pengeluaran besar-besaran dalam keadaan tertentu, tetapi kebanyakan bahagian yang terlibat dalam kes ini masih terhad kepada jenama mewah. , dan jumlah keseluruhan masih terhad.
Sebabnya masih tidak dapat dipisahkan daripada keperluan bidang untuk kos, bahan, dan kelajuan. Peralatan gabungan katil serbuk laser memerlukan pelaburan awal yang besar—$1 juta atau lebih untuk keseluruhan sistem—dan menghasilkan hanya 1 tan bahagian setiap tahun, yang tidak mencukupi untuk mewajarkan kos. Di samping itu, walaupun percetakan 3D menjadikan pembuatan bahagian logam lebih fleksibel, pencetakan hanyalah langkah pertama, dan satu siri proses pasca pemprosesan seperti penyingkiran sokongan diperlukan, yang meningkatkan lagi kos bahagian tersebut.
Sehingga kini, pelbagai aplikasi bernilai tinggi dalam bidang automotif berpunca daripada kelebihan pembuatan ketara teknologi gabungan katil serbuk laser - ciri-ciri penyepaduan, ketepatan tinggi dan pembuatan yang kompleks. Sebagai contoh, General Motors menggunakan reka bentuk generatif dan percetakan 3D untuk menggabungkan lapan komponen pendakap tempat duduk tradisional kereta menjadi satu komponen, Bugatti menggunakan teknologi percetakan 3D untuk mengeluarkan angkup brek Chiron baharu, dan Porsche 3D mencetak enjin aloi aluminium dengan siri reka bentuk yang inovatif. Prototaip Shell, kurungan bahagian atas lembut yang dicetak kelompok BMW untuk kereta sukan i8 Roadster dan banyak lagi. Kes-kes ini, sama ada untuk prototaip atau kegunaan akhir, tidak dapat dipisahkan daripada ciri pembuatan unik teknologi gabungan katil serbuk laser. Tetapi terdapat juga ciri bahawa aplikasi ini sangat terhad, hampir semuanya tergolong dalam jenama mewah, dan jarang memenuhi keperluan pembuatan besar-besaran kos rendah dalam bidang ini.
Percetakan 3D logam desktop berasaskan penyemperitan untuk prototaip (Percetakan 3D FDM)
Pencetak 3D logam desktop berasaskan penyemperitan menampilkan reka bentuk mesra pejabat yang menghapuskan risiko dedahan habuk dan laser dan merupakan penyelesaian hujung ke hujung yang lebih mudah digunakan.
Bagi pengguna pada peringkat awal reka bentuk dan pembuatan kenderaan baharu, pencetak 3D logam desktop adalah 10 kali lebih murah daripada peralatan katil serbuk tradisional dan mempunyai kebolehkendalian yang mudah dan pantas. Sistem sedemikian boleh membuat prototaip dengan pantas sejumlah besar bahagian dalaman, menguji idea yang berbeza dengan pantas, dan meneroka kemungkinan struktur baharu, menjimatkan masa dan wang semasa kitaran reka bentuk yang panjang dan mahal. Akhirnya, reka bentuk yang lebih baik boleh dipersembahkan pada kos pembangunan yang lebih rendah, dan syarikat boleh bergerak dengan pantas daripada reka bentuk dan pengesahan kepada pengeluaran, mempercepatkan masa ke pasaran. Kebolehkendalian yang fleksibel juga membantu mengurangkan kos kerana ia mengurangkan sisa bahan dan tidak memerlukan kakitangan khusus untuk mengendalikan mesin.
Kebebasan geometri yang diberikan oleh pencetakan 3D juga membolehkan pengeluar mencipta prototaip pantas dan meneroka reka bentuk omboh baharu sambil menghapuskan keperluan untuk menyumber luar kerja. Prototaip bahagian pada pencetak logam desktop juga memudahkan peralihan yang lancar kepada pengeluaran volum, kerana sistem volum tinggi seperti jetting pengikat mampu menghasilkan reka bentuk yang sama kompleks.
Pencetakan 3D logam jet pengikat lebih sesuai untuk pembuatan bahagian volum tinggi (teknologi 3DP)
Ciri yang paling menonjol dalam proses jetting pengikat ialah ia boleh mencapai pengeluaran besar-besaran cetakan 3D logam. Harga peralatan berdasarkan proses ini adalah lebih rendah daripada pencetak laser 3D tradisional, dan kelajuan pencetakan adalah puluhan atau bahkan ratusan kali ganda daripada peralatan gabungan katil serbuk empat laser. Bahan yang digunakan ialah serbuk MIM tradisional, yang lebih murah daripada serbuk sfera, dan kos pembuatan bahagian juga berpuluh-puluh kali lebih rendah daripada bahagian bercetak 3D laser. Oleh itu, proses jetting pengikat mengatasi pencetakan 3D logam dari segi kos peralatan, kos serbuk dan kecekapan percetakan, walaupun prestasi bahagiannya lebih rendah sedikit, tetapi masih mempunyai tahap yang sama dengan bahagian acuan suntikan. Oleh itu, teknologi ini lebih sesuai untuk merealisasikan pembuatan bahagian volum tinggi.
Berdasarkan kelebihan di atas, OEM auto utama semasa mempercepatkan penggunaan teknologi ini. Pembangun terkemuka percetakan 3D logam jetting pengikat telah memperoleh perkongsian dengan jenama utama dalam industri automotif: Volkswagen sedang aktif bekerjasama dengan HP, Ford juga menggunakan teknologi jetting pengikat ExOne untuk mengeluarkan alat ganti kereta, dan Desktop Metal baru-baru ini memenangi A pembuat kereta Jerman telah memenangi kontrak $7.9 juta, dan industri membuat spekulasi bahawa pelanggan mungkin BMW Group.
Bagi bahagian yang perlu dikeluarkan secara besar-besaran, satu lagi kelebihan percetakan 3D logam jet pengikat adalah lebih ketara - pembuatan tanpa acuan. Teknologi ini menghapuskan keperluan untuk acuan, membolehkan jurutera membawa reka bentuk yang telah dipertingkatkan—sama ada melalui pencetakan 3D logam penyemperitan desktop atau kaedah prototaip tradisional—kepada pengeluaran besar-besaran dengan pencetakan 3D logam jet pengikat. Kelajuan pencetakan yang berdaya saing dengan proses pembuatan berskala besar tradisional, pencetakan 3D jet metal pengikat membolehkan beribu-ribu bahagian dihasilkan dalam satu kerja pada harga dan kelajuan pengeluaran yang boleh bersaing dengan proses seperti penuangan, penempaan dan pemesinan. Kelajuan ini, digabungkan dengan penggunaan serbuk MIM kos rendah dan pemprosesan pasca yang mudah, membolehkan proses menghasilkan bahagian yang boleh menelan kos sehingga 20 kali lebih rendah bagi setiap bahagian daripada proses pencetakan 3D lain dan menjadikan pembuatan bahan tambahan sebagai pilihan yang berdaya maju untuk tuangan, penempaan, dan pemesinan. Pilihan yang berdaya maju.
Kemajuan dalam teknologi pencetakan 3D telah mencipta peluang baharu pada setiap peringkat kitaran hayat pembuatan automotif – daripada prototaip berfungsi kepada pengeluaran separuh volum kepada pasaran selepas dan alat ganti. Dan kebanyakan peluang ini berkaitan dengan kelajuan pengeluaran dan kerumitan bahagian, atau kedua-duanya. Kerana ia tidak terhad oleh pembuatan tradisional, percetakan 3D membolehkan pereka bentuk dan jurutera memasuki ruang reka bentuk baharu yang luas dan mencipta bahagian yang semakin kompleks.
Apabila bahagian yang dioptimumkan berhadapan dengan pengeluaran besar-besaran, bahan, kecekapan pengacuan, dan harga menjadi faktor pengehad yang menghalang penggunaan meluas teknologi percetakan 3D, dan kelebihannya tidak dapat dilihat. Perkembangan teknologi baharu telah memecahkan halangan ini, membolehkan struktur yang dioptimumkan direalisasikan secara besar-besaran dan dalam bentuk yang cekap dan lebih menjimatkan.