Anvendelsesanalyse af 3D-udskrivningsteknologi inden for letvægt til biler

Med den løbende udvikling af3D printteknologi, bliver dens anvendelse i bildele mere og mere udbredt. Nogle mennesker tror, ​​at dette vil være et stort gennembrud i bilindustrien og sandsynligvis vil vælte 'De fire store håndværk'. Og nu er hans drøm så småt ved at blive til virkelighed. I bølgen af ​​Industry 4.0 er 3D-print, som kernen i denne transformation, igen blevet skubbet til forkant på markedet i de seneste år og er blevet brugt bredt på forskellige områder. Som den førende industri i fremstillingssektoren er bilindustrien og delefremstillingsindustrien hovedretningen for udviklingen af ​​3D-printteknologi. Men i det lange løb er letvægtning af køretøjer trenden, og i traditionelle køretøjer kræver energibesparelse og emissionsreduktion letvægtning af køretøjer.
Hvad er virkningen af ​​3D-print på bilindustrien sammenlignet med traditionelle produktionsprocesser
Designmæssigt
3D-print kan fuldføre fremstillingen af ​​en konceptuel model i løbet af få timer til dage og bruge den til automotive styling design. Sammenlignet med traditionelle manuelle fremstillingsmetoder kan 3D-print opnå mere nøjagtig konvertering fra tegninger til enheder og i høj grad forkorte fremstillingscyklussen og derved forbedre fremstillingseffektiviteten i bildesignstadiet. I dag bruger mange producenter 3D-printteknologi, såsom BMW, Mercedes Benz osv.
Med hensyn til råvarer
3D-printteknologi kan give en række materialer, mekaniske egenskaber og præcise funktionelle prototyper, hvilket giver producenterne mulighed for at identificere problemer tidligt, forbedre designs og reducere omkostningerne ved fejl.
Angående værktøj og inventar
3D-print giver et hurtigt og præcist middel til fremstilling af forme, hvilket i høj grad reducerer omkostningerne og tiden for fremstilling af forme. Derfor har bilproducenter hurtigt øget produktionskapaciteten, forbedret effektivitet og forbedret kvalitet.
Samtidig kan brugen af ​​3D-printteknologi, såsom opløselige kerner, kulfibervikling og sprøjtestøbningsværktøjer, hjælpe virksomheder med at opnå hurtig og lille batch-tilpasning af forme, reducere produktionsomkostningerne og forkorte produktudviklingscyklusser.
Ved fremstilling af færdige dele
Gennem 3D-print kan bilfremstillingsvirksomheder opnå små batch-tilpasning og forarbejdning af dele, såvel som fremstilling og fremstilling af komplekse former såsom organiske former, fordybninger og negativ tegning. 3D-printteknologi kan opnå hurtig fremstilling af komplekse formede dele. Hvis der konstateres problemer under inspektionsprocessen, skal der kun foretages ændringer i 3D-dokumentet til yderligere udskrivning.
Som svar på den hurtige udviklingstendens inden for 3D-print i den nuværende bilindustri viser en undersøgelse, der for nylig blev udgivet af det verdenskendte forskningsfirma Frost&Sullivan, at i 2025 vil den globale 3D-udskrivningsmarked for bilindustrien nå $4,3 milliarder. Faktisk udforsker Ford, BMW, Lamborghini, Volkswagen, General Motors, Porsche, Honda, Chrysler, Mercedes Benz, Audi og andre konstant forskellige muligheder for 3D-printteknologi.
I denne æra med hurtige teknologiske fremskridt er disciplinen "3D-print" blevet et varmt emne og er blevet bredt anvendt i forskellige industrier. Blandt dem er fremstilling af biler og deres dele en af ​​dem. Indtil videre er ikke kun mange komponenter såsom bilundervogn, indvendige og udvendige paneler blevet 3D-printet med ABS-plastik og kulfibermaterialer som basismaterialer. Udskrivningen af ​​"hele køretøjet" har også gennemgået adskillige visninger, hvilket har forkortet udskrivningstiden, forbedret teknologisk indhold og tiltrukket sig global opmærksomhed.
På nuværende tidspunkt omfatter de vigtigste metoder til 3D-print: materialesmeltende ekstrudering FDM, klæbemiddelsprøjtning 3 DP, materialedråbesprøjtning, pulverspredningssmeltning, direkte energiaflejring, tyndpladestabling LOM og lysfølsom harpiksspredning. Blandt dem er FDM-teknologi, pulverspredningssmelteteknologi, SLA-teknologi og andre teknologier blevet brugt i bilindustrien og er ikke begrænset til bilkomponenter. Mange virksomheder er også begyndt at modigt printe "hele" biler.
Fordelene ved 3D-print
Sammenlignet med traditionel "subtraktiv fremstilling" (såsom CNC) er fordelen ved 3D-print, at den automatisk kan konstruere dele af enhver form gennem computergrafikdata, hvilket eliminerer behovet for udvikling og formfremstillingsproces af komplekse strukturelle komponenter. Dette forkorter udviklingscyklussen for nye produkter og sparer en masse arbejdskraft, økonomiske ressourcer og tid. Derfor er dens fremstillingsomkostninger lavere, udviklingscyklussen er kortere, og produktionseffektiviteten er højere. Derudover, i de tidlige stadier af design, kan brug af 3D-printteknologi til at verificere samlingsevnen af ​​produkter rettidigt opdage designfejl, komplekse komponenter eller gennemførligheden af ​​prototypedesign.
Fordelen ved 3D-print ligger i at fremstille komplekse, små og vanskelige at fremstille komponenter! I teorien er masseproduktionshastigheden og omkostningerne ved 3D-printteknologi ikke hurtige, men den kan akkumulere materialer fra bunden, bryde fri fra traditionelle procesbegrænsninger og opnå produkter af enhver form. Hvis det for eksempel er nødvendigt at fremstille komplekse, men meget nøjagtige dele, eller at fremstille hule tyndvæggede dele, kan 3D-printteknologi løse dette problem. Det mest afgørende punkt er, at 3D-print tillader produktionen af ​​dele at være ubegrænset af processer, mere afhængig af ideer. Jo mere nyt og vanskeligt det er at behandle dele ved hjælp af konventionelle metoder, jo mere egnede er de til 3D-print. I denne proces, sammenlignet med traditionelle fremstillingsmetoder, er reduktion af omkostninger også det mest attraktive aspekt ved 3D-print for brugere.
Ansøgning på nuværende stadie
Sammenlignet med den traditionelle bilindustri er outputtet af 3D-printteknologi stadig relativt lavt, hvilket gør det næsten umuligt at opnå produktion i stor skala. På grund af behovet for at balancere sikkerhed og andre faktorer er det desuden vanskeligt at balancere produktkvalitet og omkostninger, hvilket resulterer i de nuværende høje produktionsomkostninger for 3D-biler.
På nuværende tidspunkt er 3D-print mere velegnet til design og køretøjsforskning og -udvikling samt til produktion af enkelt stykke og lille batch, såsom fremstilling af hele køretøjets slammodel, krop, chassis, synkronisator og gummidele.
Designmæssigt har 3D-printteknologi karakteristikken af ​​hurtig prototyping, som gør det muligt for bilproducenter at bruge den til forskning og udvikling af kropsformdesign. Sammenlignet med traditionel manuel fremstilling kan 3D-print opnå mere nøjagtig konvertering fra tegninger til produkter, forkorte fremstillingscyklussen og forbedre fremstillingseffektiviteten i bildesignstadiet. I dag har mange bilproducenter anvendt 3D-print på Mercedes Benz' designs.
Med hensyn til dele kan 3D-print også opnå hurtig fremstilling af komplekse formede produkter. I traditionel bilfremstilling er produktudvikling normalt en langvarig proces. I processen med produktudvikling og test er det også nødvendigt at fremstille nogle forme, hvilket er både tidskrævende og dyrt. Hvis der er et problem, vil det også tage lang tid at ændre komponenterne. 3D-print kan opnå hurtig fremstilling af komplekse formede dele. Hvis der konstateres problemer under inspektionsprocessen, skal der kun foretages ændringer af 3D-dokumentet for at genudskrive det. Det kan siges, at 3D-printning i fremtiden i høj grad kan reducere produktionsomkostningerne for dele og forbedre produktionseffektiviteten.
Integrationen af ​​3D-printteknologi og CNC-teknologi
Selvom 3D-printning med succes har forenklet traditionelle komplekse fremstillingsprocesser og løst problemer inden for materialer, er der stadig mange presserende problemer, der skal løses ved at udvide dets anvendelsesområde. Samtidig er det også begrænset og påvirket af teknologisk udstyr, nye materialer, designsoftware, kvalitet og sikkerhed samt det offentlige miljø.
Derudover kan 3D-print ikke erstatte traditionel CNC, da begge har deres egne styrker. Førstnævnte har højere nøjagtighed end sidstnævnte, mens sidstnævnte er mere kompleks end CNC. Som et vigtigt supplement til traditionelle processer er 3D-prints hovedfunktion ikke at erstatte, men at supplere, så det er et godt valg at kombinere det med CNC-teknologi.