Автомобилната индустрия: 3D печат на автомобилни части

Знанията и страстта към 3D принтирането я правят авторитет в индустрията.

Технологията за 3D принтиране се превърна в жизненоважна част от автомобилната индустрия благодарение на своята точност, прецизност и устойчивост – фактори, които отвориха вратите за производството на високо прецизни и функционални 3D отпечатани автомобилни части. 3D печатът прави производството на автомобилни части по-бързо, по-ефективно и по-достъпно.

Това ръководство подчертава всичко, което трябва да знаете за 3D принтирането в автомобилната индустрия и някои от най-добрите случаи на използване на тази иновативна технология.

Какъв вид автомобилни части можете да правите с 3D принтери?

Въпреки че производителите на автомобили не правят цели коли от 3D принтери, процесът е използван за създаване на автомобилни части като вентилационни отвори, капачки и бутала. Други важни автомобилни части, направени с 3D принтери, включват:

Автомобилни прототипи

Автомобилните прототипи са едно от най-ранните приложения на 3D печат в автомобилната индустрия и предлагат множество предимства, вариращи от намаляване на разходите до намалени грешки поради висока прецизност и по-малко време за производство.

Прототипите се използват за тестване на дизайна и инженерството на автомобила и за измерване на това как колата ще изглежда и ще се усеща като завършен продукт. Това е неразделен процес в производството на автомобили, който позволява да се правят промени в дизайна на автомобила, без да се налага той да бъде конструиран многократно.

Създаването на прототипи беше много времеемък процес в автомобилната индустрия. Традиционните методи за създаване на прототипи могат да отнемат седмици за създаване на физически модел. 3D печатът, от друга страна, може да създаде подробен и точен прототип в рамките на няколко часа или дори минути в зависимост от размера и сложността на частта. Това позволява много по-бързо повторение и тестване на дизайни, което води до по-бързи иновации и разработване на продукти.

Използването на 3D принтери за автомобилни прототипи също е по-рентабилно. Традиционните методи за обработка и формоване могат да бъдат много скъпи - особено ако прототипът изисква персонализирана форма или инструмент. С 3D печат има минимални разходи за инструменти, което го прави по-достъпна опция за производство или тестване в малък обем. 3D принтерите са в състояние да създават много подробни и прецизни модели с минимални човешки грешки – грешки, които можеха да струват скъпо.

С много 3D принтери, предлагащи производство на автомобилни прототипи в същия ден и по-кратки срокове за изпълнение, автомобилните компании могат да съкратят времето между раждането на една идея и създаването на крайния продукт.

Приспособления

3D-отпечатаните приспособления и приспособления могат да се използват за задържане на автомобилни части на място по време на машинна обработка, пробиване, сглобяване или тестване за контрол на качеството. Те могат да се използват и за позициониране на компонентите по време на заваръчен процес, осигурявайки прецизност и ефективност.

Едно от основните предимства на използването на 3D печат за приспособления и приспособления е, че те могат да бъдат персонализирани, за да пасват на специфични автомобилни компоненти. Традиционните методи на производство изискват скъпи инструменти и може да отнеме няколко седмици, за да се произведе единична приспособление или приспособление. 3D печатът позволява дизайнът да бъде лесно модифициран и отпечатан при поискване, което позволява по-голяма гъвкавост и по-бързо време за изпълнение.

3D-отпечатаните приспособления и приспособления също могат да бъдат направени от различни материали. В зависимост от компонента, който се произвежда, може да е необходим определен материал, за да се осигури прецизно прилягане. С 3D печат инженерите могат да избират от широка гама от материали, включително пластмаси, метали и композити, за да произвеждат приспособления и приспособления, които са здрави и издръжливи.

Части на двигателя

3D печатът може да произвежда компоненти на двигателя, като клапани, бутала и дори цилиндрови глави, с точните спецификации, необходими за осигуряване на максимална ефективност и производителност.

Възможността за 3D отпечатване на части на двигателя също улесни:

Създавайте прототипни модели на нови двигатели

Подобрете развитието на двигателя

Оптимизирайте обема и производителността на двигателя

Създавайте двигатели с аеродинамични свойства и

Проектирайте двигатели със сложен дизайн.

Чрез 3D отпечатване на части на двигателя, вместо да ги правят с помощта на традиционни субтрактивни процеси, автомобилните компании могат значително да намалят производствените разходи и времето. Те могат също така да постигнат създаването на части на двигателя със сложна геометрия, като по този начин създават персонализирани дизайни, които ще доведат до подобрена производителност и ефективност на двигателя.

1. Направете своя модел или прототип

Първата стъпка от 3D отпечатването на автомобил е да се проектира дигитален модел или прототип на автомобилната част, която ще бъде произведена. Моделите обикновено се правят с помощта на CAD или файл с компютърен дизайн, който е шаблонът за дизайн или моделът за обекта, който производителят желае да отпечата. CAD софтуерът произлиза от необходимостта от решаване на сложни ръчни проблеми при проектиране, пред които са изправени инженерите по време на техническо ръчно чертане.

Потребителите могат да персонализират CAD дизайнерски файлове, за да отговарят на точните спецификации, да произвеждат сложни геометрии, които е невъзможно да се направят ръчно, и бързо да създават варианти за разработване на продукта. След като създадете CAD файла, следващата стъпка ще бъде да го подготвите за 3D печат чрез 3D нарязване. Нарязването на модела е процесът на разделянето му на тънки слоеве, които след това ще бъдат отпечатани един по един.

2. Изберете своя материал

3D печатът е разнообразна технология, която осигурява гъвкавост, като позволява на производителите да избират предпочитаните материали. Материалът, който производителят избира, зависи от различни фактори, включително вида на автомобилната част, нейната употреба и предпочитаната здравина на създаваната автомобилна част.

Избраните материали не трябва да се третират като универсални. Тя трябва да съответства на материала и функционалността на произвежданата част. Някои популярни материали, използвани в 3D печат на автомобилни части, включват:

Пластмасови нишки като поликистозна киселина (PLA) или акрилонитрил бутадиен стирен (ABS)

Прахове като полиамид (найлон) и алумид

Смола като смола с висока детайлност, смола за боядисване и прозрачна смола.

Метал като бронз, злато и неръждаема стомана

Графен

Въглеродни влакна

3. Производство на части

След като разберете предпочитания мащаб, модел и материал на автомобилните части, можете да започнете да отпечатвате CAD модела. Това разбира се изисква да имате правилния 3D принтер за работата: искате ли да използвате професионален SLA 3D принтер за създаване на прецизни висококачествени продукти с висока разделителна способност с по-малко време за последваща обработка? Или търсите високоскоростен SLS 3D принтер за издръжливи, функционални части и прототипи?

SLA 3D принтерите обикновено се използват по време на фазата на създаване на прототипи на автомобилни компоненти, докато SLS често се използва за производствени компоненти. Това се дължи главно на много по-високите производствени обеми и изискванията за свойствата на SLS материала, когато частите се изработват за крайна употреба.

Това означава, че както SLS, така и SLA 3D принтерите са чудесно подходящи за автомобилната индустрия.

Разгледайте всички Nexa3D принтери днес.

4. Постобработка

Постобработката включва добавяне на финални щрихи и детайли към 3D отпечатан обект, за да се подобри неговата здравина, функционалност и естетика. Някои примери за техники за почистване и подготовка включват:

Премахване на поддръжка: Не всеки 3D модел ще има опори, но ако вашият има, трябва да ги премахнете, преди да извършвате други дейности за последваща обработка. В зависимост от използвания материал опорите могат да бъдат разтворими (направени от HIPS и PVA) или неразтворими (направени от същия материал като 3D-отпечатания обект) във вода и имат различна лекота на отстраняване. Въпреки че процесът на отстраняване на опората не изисква много инструменти, те все още могат да оставят следи върху частта на автомобила.

Шлифоване: Много 3D отпечатани обекти имат грапава или леко грапава повърхност, която може да наруши тяхната функционалност и естетика. В резултат на това се използва шлайфане, за да станат по-гладки.

Заваряване: Заваряването е друга основна техника за последваща обработка, използвана за свързване на малки автомобилни части. Прави се само когато по-голяма част е отпечатана на няколко части поради технически нужди или малък обем за изграждане на 3D принтер. Процесът често се извършва върху части, направени от акрилонитрил бутадиен стирен (ABS) или метали. Процесът включва използване на ацетон и изисква ниско ниво на умения, но стабилна ръка

Залепване: Лепилото е идеално за свързване на други 3D части, които не са направени от ABS. Подобно на заваряването, той се използва най-вече, когато не можете да отпечатате една сложна част като цяло поради малък обем на изграждане на принтера.

След тези техники автомобилната част може да е готова за употреба или да изисква допълнителна обработка. Някои други техники за обработка, които можете да поставите във вашата 3D отпечатана автомобилна част, включват:

Грундиране: Включва покриване на автомобилната част с грунд боя или спрей като основен слой за боята. Това гарантира, че нанесената боя е равномерна и без петна.

Боядисване: Подобрява вида и усещането на обекта, особено в случаите, когато естетиката е важна.

Изглаждане: Използвайте шкурка, ацетон или изопропил, за да изгладите вашата част.

Полиране: Постига изключително гладка, почти огледална повърхност. Може да се направи с помощта на пластмасова машина за полиране и микрофибърна кърпа или инструмент за полиране, известен като dremel буфер.

Електропокритие: Включва добавяне на метално покритие към 3D отпечатан обект с метална повърхност. Процесът се прави, за да се подобри здравината и визуалният вид на обекта.

Използваните техники зависят от вида на отпечатаната автомобилна част и нейната функция. Някои 3D отпечатани автомобилни части може да не изискват нищо друго освен основни техники за почистване и подготовка, докато други може да изискват обширна постпродукция.

5. Монтаж

След обработката на готовата автомобилна част е време да я тестваме и монтираме. Процесът на инсталиране определя инструментите, необходими за работата. Когато инженерите установят, че крайният продукт е незадоволителен на този етап, те се връщат към чертожната дъска, за да разберат какво не е наред и да поправят грешката.

Какви видове 3D принтери са най-добри за 3D отпечатване на автомобилни части?

Днес на пазара има различни видове 3D принтери. Въпреки това, когато става въпрос за производство на автомобилни части в автомобилните компании, 3D печатът със смола е предпочитаната опция.

3D печатът със смола е форма на фотополимеризация на вана за адитивно производство, която използва течни смоли за създаване на обекти слой по слой. Благодарение на тънките слоеве и прецизността на светлината, 3D принтерите със смола могат да произвеждат модели с по-висока детайлност, точност и по-гладко покритие в сравнение с други технологии за 3D печат.

Разработени са няколко поколения технология за 3D печат на смола, включително стереолитография (SLA), обработка на цифрова светлина (DLP) и маскирана стереолитография (mSLA).

Всяка нововъзникваща технология значително се подобрява спрямо своя предшественик и разширява обхвата от обекти за 3D печат. Маскираната стереолитография, най-новото поколение SLA 3D печат, използва маски, за да контролира къде светлината достига до строителната плоча. Маскираната светлина гарантира, че само определени зони са изложени на светлина, което позволява много детайлни разпечатки, които могат да бъдат отпечатани по-бързо от традиционните SLA принтери.

3D печатът със смола е най-добър за модели и продукти, които изискват висока точност, детайлност и разделителна способност. Също така е идеален за производство на части за крайна употреба с гладко покритие.

От гамата 3D принтери със смола на пазара днес, Nexa3D принтерите предлагат несравнима скорост и точност, като и двете са необходими фактори в автомобилната индустрия. Принтерите със смола Nexa3D осигуряват висока производствена производителност, като същевременно намаляват производствените разходи, като по този начин помагат на автомобилните компании да произвеждат повече автомобилни части с по-малко разходи, постижение, което е непостижимо с традиционните SLA техники.

Примери за 3D печат в автомобилната индустрия

3D печатът се използва в различни случаи на употреба в автомобилната индустрия - от използването му за производство на резервни части до създаване на автомобили от Формула 1. От тези случаи на употреба Nexa3D се превърна в основен играч в подпомагането на автомобилните компании да реализират своите цели за 3D печат. Някои случаи на употреба, при които принтерите със смола на Nexa3D изиграха значителна роля в автомобилната индустрия, включват:

1. Авточасти за следпродажбено обслужване за крайна употреба

R3D с помощта на индустриалния 3D принтер NXE 400Pro

През 2021 г. R3D инвестира в 3D принтера NXE 400 на Nexa3D за производство без инструменти на над 7000 персонализирани компонента за следпродажбено обслужване. Принтерът е използван за производството на издръжливи и леки компоненти за следпродажбено обслужване за 400 полицейски коли за френската жандармерия.

Времето за изпълнение беше три месеца за 7200 компонента, необходими за всичките 400 автомобила. С 3D принтера NXE 400 R3D успя не само да спази графика, но и да създаде издръжливи, висококачествени компоненти, които могат да издържат на UV радиация и да издържат на горещи и студени климатични условия в превозните средства.

„Имахме само един NXE 400, но успяхме да постигнем първоначалната серия от 7200 компонента в рамките на 3-месечния график. Това е постижение, което не би било възможно с никой друг 3D принтер, който съм използвал.“

-Патрик Гаспар, основател, R3D

2. Автомобили от Формула 1

Williams Racing x Nexa3D

Състезателният отбор на Формула 1 Williams Racing си партнира с Nexa3D, за да създаде персонализирани полимерни части за моторни спортове. Използвайки свръхбързия 3D принтер NXE 400, Williams Racing има за цел да създаде леки части, за да подобри аеродинамичните свойства на състезателните автомобили на отбора. С това екипът може лесно и бързо да създава персонализирани части, за да направи своите състезателни автомобили по-ефективни и да остане силно конкурентен в света на състезанията.

Започнете Вашето автомобилно 3D печатно пътешествие

3D принтирането направи революция в автомобилната индустрия, като позволи производството на автомобилни части бързо, достъпно – и с по-прецизни, сложни геометрии – от традиционните методи на производство.

Nexa3D, лидер в индустриалните решения за 3D печат, е ключов играч в тази автомобилна индустрия с авангардна технология и решения за 3D печат. С набор от 3D принтери, който включва широка гама от висококачествени 3D принтери, като XiP Pro, NXE 400Pro, XiP, QLS 230/6 и QLS 820, инженерите и производителите имат достъп до най-производителната система за 3D печат за техните нужди от автомобилен печат.