🎌 🤛🏼 🍦 5 cara pencetakan 3D mengubah industri otomotif 💐 🤟🏾 🖕🏽

Sumber all3dp.com

Artikel dari formlabs.com telah disesuaikan dan ditambahkan untuk Anda oleh Top 3D Shop .

Masih belum mungkin untuk membeli mobil yang sepenuhnya dicetak 3D di dealer mobil, tetapi teknologi aditif telah digunakan selama bertahun-tahun dalam pengembangan kendaraan bermotor. Setiap tahun, terutama baru-baru ini, pencetakan 3D menempati tempat yang semakin penting di semua tahap produksi. Ini dibuktikan dengan pertumbuhan pesat pangsa pasar pencetakan 3D di industri otomotif, yang diproyeksikan mencapai $ 2,5 miliar pada tahun 2023.

Misalnya, perusahaan yang memproduksi mobil mewah, termasuk Bentley, Porsche, BMW dan Ferrari, menggunakan pencetakan 3D untuk membuat bagian interior yang dapat disesuaikan untuk mobil. GM, Volvo, Fordgunakan cetak 3D untuk perkakas untuk menghemat uang, meningkatkan desain, dan mempersingkat waktu pengiriman.

Sumber 3dprinting.com

Pencetakan 3D terus-menerus memiliki peluang baru, menjadi lebih mudah diakses . Jika printer 3D pertama harganya sekitar $ 20 ribu, sekarang Anda dapat menemukan peralatan 3D seharga $ 100. Sekarang perusahaan dapat, menggunakan teknologi aditif, menghasilkan komponen yang diperlukan secara langsung di perusahaan mereka sendiri dan tidak bergantung pada pemasok.

Bahan-bahan baru pada printer 3D dapat mencetak bagian ujung fungsional yang presisi tinggi . Teknologi aditif memfasilitasi produksi produk khusus dan meningkatkan produktivitas.

Tapi ini hanya awal dari perjalanan. Selanjutnya, kami akan membahas lima cara utama pencetakan 3D mendorong inovasi dalam industri otomotif, mulai dari desain mobil hingga produksi. Ditambah satu bonus.

1. Ubah proses prototyping

Itu dengan pembuatan prototipe bahwa penggunaan printer 3D di industri otomotif dimulai . Mereka menghabiskan lebih sedikit waktu pada prototipe cetak 3D daripada metode tradisional yang dibutuhkan.

Menggunakan printer 3D Raise3D dan pembuat ide, Crazy Grandpa Garage dapat mengotomatiskan proses pembuatan suku cadang mobil khusus . Biaya produksi turun 50%, keandalan struktur meningkat secara signifikan, waktu penyelesaian berkurang 83%. Suku cadang sekarang menjadi sangat pas untuk mobil.

Sumber: facebook.com

Menggunakan pencetakan 3D, desainer mobil dapat dengan cepat membuat prototipe bagian atau rakitan individu, dari bagian interior hingga dasbor, atau bahkan model mobil ukuran penuh. Berkat prototyping 3D, ide awal dengan cepat berubah menjadi perwujudan fisik konsep - model konseptual. Kemudian konsep tersebut dapat dikembangkan untuk pembuatan prototipe yang berfungsi penuh dengan akurasi tinggi, dan setelah beberapa tahap verifikasi, produksi massal dimulai. Untuk industri otomotif, jalan cepat dari tahap-tahap ini sangat penting, seluruh lini produksi otomotif sederhana hanya dalam satu jam biaya perusahaan sangat mahal.

Misalnya, pabrik perakitan pabrikan mobil Amerika, General Motors, mengklaim hal itu berkat akuisisi printer 3D pada tahun 2016berhasil menghemat lebih dari 300.000 dolar AS .

Menggunakan laser stereo litografi (SLA) di fasilitas mereka, perancang dan insinyur Ringbrothers tidak tergantung pada organisasi pihak ketiga. Biaya berkurang, waktu pengembangan berkurang. Sumber: formlabs.com

Pipa untuk BMW M4 yang diproduksi oleh Eventuri, Sumber: ultimaker.com

Prototipe tradisional memakan waktu lama dan mahal, terutama karena produknya mengalami lebih banyak iterasi. Dengan pencetakan 3D, Anda dapat membuat prototipe berkualitas dalam satu hari dan dengan biaya yang jauh lebih rendah. Lebih banyak contoh .

Ford Fiesta ST dengan bagian yang dicetak 3D, karya seni. SEMA 2016, ultimaker.com

Jadi, General Motors telah menandatangani perjanjian kemitraan dengan Autodesk untuk produksi suku cadang murah dan ringan untuk mobil yang menggunakan printer 3D. Menurut Autodesk, alat, perlengkapan dan perlengkapan sekarang dapat diproduksi dengan biaya yang sangat murah. Misalnya, alat cetak 3D yang digunakan untuk menyelaraskan nomor identifikasi engine dan gearbox harganya kurang dari $ 3 di General Motors. Alat yang diproduksi secara tradisional akan menelan biaya $ 3.000. Selain itu, waktu henti karena alat yang salah dapat dikurangi secara signifikan karena alat baru diproduksi secara lokal.

2. Membuat bagian khusus dan kompleks

Daihatsu, produsen mobil tertua di Jepang, meluncurkan proyek pada tahun 2016 untuk menyesuaikan model Copen-nya.

Sumber: 3dprint.com

Bekerja sama dengan Stratasys, pelanggan Daihatsu dapat merancang dan memesan panel cetak 3D yang disesuaikan untuk bumper depan dan belakang mereka dengan pilihan lebih dari 15 desain dasar dalam 10 warna berbeda.

Sumber: 3dprint.com

Di Eropa, merek BMW MINI juga menggunakanPencetakan 3D untuk membuat komponen otomotif yang dipersonalisasi. Sejak awal 2018, pelanggan MINI dapat mempersonalisasi berbagai elemen trim, seperti dasbor, kusen pintu LED dan tepian dengan cahaya latar, serta memilih warna dan tekstur yang berbeda. Bagian-bagian ini kemudian dicetak dalam 3D menggunakan berbagai teknologi, dari DLS Carbon ke SLS.

Sumber: formlabs.com

ID R Pikes Peak mobil balap Volkswagen Motorsport dirancang menggunakan lebih dari 2.000 lembar uji cetak 3D.

Sumber amfg.ai

Penggunaan printer 3D memungkinkan untuk bereksperimen dalam pengembangan desain khusus, mengurangi biaya produksi mereka. Proses manufaktur jangka panjang untuk menciptakan produk yang dibuat khusus menjadi jauh lebih pendek.

Ringbrothers menggunakan pencetakan 3D untuk membuat bagian yang dirancang khusus, seperti pemanggang ventilasi. Sumber: formlabs.com

Perusahaan besar menggabungkan teknologi pencetakan 3D dan metode produksi tradisional. Volkswagen menciptakan Microbus 1962 yang ikonik, menggantikan mesin bensin dengan yang listrik dengan 120 hp. Minivan listrik Type 20 telah hadir dengan banyak peningkatan menggunakan komponen cetak 3D. Di antara perbaikan ini adalah roda aluminium cor. Bahkan dop pada disc roda, meskipun terlihat seperti baja yang dicap, sebenarnya dicetak pada printer 3D Formlabs SLA, kemudian dilapis dan dipoles.

Sumber: formlabs.com

Fitur Printer 3D SLA Formlabs Form 2

Sumber top3dshop.com

Bentley Speed 6 adalah contoh lain. Bentley menggunakan teknologi canggihPrinter logam 3D untuk membuat panggangan radiator, ventilasi samping, gagang pintu, dan pipa knalpot jauh lebih kompleks daripada yang digunakan dalam model produksi saat ini.

Bentley menggunakan pencetakan logam 3D untuk membuat bagian-bagian kompleks dengan ketelitian mikron. Sumber: formlabs.com

Sumber: youtube.com

Pencetakan 3D juga memungkinkan pembuatan bagian yang tidak dapat dibuat dengan cara lain.

Contoh yang mencolok adalah caliper rem monoblok dari Bugatti. Untuk beberapa komponen, Bugatti lebih memilih titanium karena kinerjanya yang tinggi, tetapi pemrosesan logam ini dengan metode tradisional mahal dan rumit. Pencetakan 3D memungkinkan Bugatti untuk memproduksi kaliper rem paduan titanium. Karena dinding tipis, caliper ternyata sangat ringan - hampir dua kali lebih ringan dari aluminium palsu. Pada saat yang sama, monoblock dicetak 3D lebih unggul dalam kekuatan dibandingkan aluminium. Monoblock 3D-cetak yang terbuat dari titanium memiliki kekuatan tarik 1250 N / mm2. Ini berarti bahwa gaya hanya lebih dari 125 kg akan diterapkan per milimeter persegi dari paduan titanium ini tanpa merusak material. Kaliper titanium baru, panjang 41 cm, lebar 21 cm, dan tinggi 13,6 cm, beratnya hanya 2,9 kg dibandingkan aluminium yang saat ini digunakan, yang beratnya 4,9 kg.

Sumber: youtube.com

Monoblok rem all-in-one Bugatti adalah komponen titanium cetak 3D fungsional terbesar di industri untuk mobil ini. Sumber: formlabs.com

3. Produksi alat dan perlengkapan

Berbagai perangkat membantu memfasilitasi dan mempercepat proses produksi dan perakitan, meningkatkan keselamatan pekerja. Pabrik mobil dan pemasok komponen menggunakan sejumlah besar peralatan khusus yang dirancang khusus dan dioptimalkan untuk penggunaan akhir. Akibatnya, banyak peralatan dan alat non-standar dibuat, karena ini, biaya produksi meningkat.

Roda 3D ini dengan roda pelindung dibeli seharga 800 euro, tetapi sekarang hanya dapat dicetak dengan 21 euro. Waktu pengembangan alat berkurang dari 56 menjadi 10 hari.

Sumber: ultimaker.com

Jika Anda mempercayakan produksi alat dan perangkat yang tidak standar kepada penyedia layanan yang memproduksi komponen pada mesin dari logam padat atau billet plastik, ini dapat menunda produksi selama beberapa minggu.

Jadi, pengembangan dan prototipe mesin pengumpul menggunakan metode produksi tradisional dapat memakan waktu hingga empat bulan dan biaya sekitar setengah juta dolar. Berkat pencetakan 3D, Ford dapat mengembangkan beberapa opsi hanya dalam 4 hari dan 99,4% lebih murah - hanya dengan $ 3.000.

Sumber: youtube.com

Teknologi aditif memungkinkan Anda untuk menyelesaikan tugas dalam beberapa jam dan secara signifikan mengurangi biaya dibandingkan dengan memesan di perusahaan pihak ketiga. Karena meningkatkan kompleksitas model cetak 3D tidak memerlukan biaya tambahan, produk dapat lebih dioptimalkan untuk aplikasi mereka. Bahan tangguh baru untuk pencetakan 3D dalam banyak kasus memungkinkan untuk mencetak komponen plastik alih-alih logam atau membuat prototipe pada printer 3D untuk menguji alat sebelum menggunakannya dalam pekerjaan.

Secara bertahap, produksi aksesori dan alat cetak 3D menjadi salah satu area terbesar penerapan teknologi aditif.

Sistem Pankl Racing menggunakan perangkat pencetakan 3D untuk melampirkan benda kerja ke sabuk konveyor. Sumber: formlabs.com

Misalnya, Pankl Racing Systems menggunakan satu set beberapa printer 3D Formlabs SLA untuk membuat alat produksi yang penting. Dalam pembuatan multi-tahap suku cadang untuk gearbox pada mesin bubut otomatis, diperlukan serangkaian perlengkapan dan alat yang dirancang untuk setiap suku cadang tertentu.

Menggunakan pencetakan 3D, insinyur Pankl mampu mengurangi waktu yang dihabiskan untuk pembuatan alat bantu hingga 90% - dari 2-3 minggu menjadi sekitar 20 jam. Biaya juga turun 80–90%, dan $ 150.000 dihemat.

Transisi ke pencetakan 3D memungkinkan Volkswagen Autoeuropamengurangi biaya pengembangan peralatan sebesar 91% dan mengurangi waktu pembuatannya sebesar 95%.

4. Memecahkan masalah dengan suku cadang

Suku cadang selalu menjadi masalah bagi industri otomotif. Ada permintaan untuk mereka, yaitu, tidak, oleh karena itu, produksi suku cadang secara ekonomi agak tidak menguntungkan, dan penyimpanan komponen pengganti yang dibuat sebelumnya juga memerlukan biaya. Tetapi jika tidak ada bagian yang tersedia untuk diperbaiki, kesulitan muncul dan produk utama menjadi kurang berharga.

Pencetakan 3D sebagian besar dapat memecahkan masalah suku cadang di industri otomotif. Faktor utama adalah bahan cetak, yang dapat memenuhi karakteristik bahan tradisional yang digunakan dalam perincian dan hemat biaya. Ada prasyarat untuk ini.

Menggunakan sistem desain berbantuan komputer, gambar semua bagian dapat disimpan secara digital, sehingga bagian tidak perlu disimpan. Detail yang diperlukan untuk klien dapat dicetak pada printer 3D langsung di bengkel.

Bahkan bagian-bagian yang sudah usang, gambar-gambar yang belum dilestarikan, pada prinsipnya dapat dibuat kembali dengan memindai bagian-bagian yang ada dari tipe ini dan menerapkan teknik reverse (rekayasa balik). Baca lebih lanjut tentang ini di blog kami . Proyek-proyek lama dapat menjalani kehidupan baru. Ada banyak penggemar mobil antik, dengan bantuan pencetakan 3D akan mungkin membuat suku cadang untuk mereka.

Ringbrother mereproduksi logo Cadillac untuk mobil tua yang dibuat khusus menggunakan pencetakan 3D. Sumber: formlabs.com

5. Produksi suku cadang standar

Karena printer 3D dan bahan cetak 3D menjadi lebih tersedia, transisi bertahap ke produksi komponen otomotif yang diproduksi secara massal menggunakan teknologi aditif dimungkinkan.

Pencetakan 3D memungkinkan untuk menggabungkan komponen menjadi satu kesatuan. Misalkan ada mekanisme yang dirakit dari enam atau tujuh bagian otomotif yang dapat digabungkan menjadi satu bagian yang dicetak. Waktu dan biaya perakitan akan dihemat. Dengan pencetakan 3D, juga dimungkinkan untuk mengurangi bobot unit gabungan, sebagai akibatnya, mobil akan menggunakan bahan bakar lebih efisien.

Sistem 3D telah merancang pipa knalpot canggih untuk sepeda olahraga. Pada gambar di bawah ini, Anda akan melihat 20 bagian logam dan bagian hydroform yang diperlukan untuk merakit pipa knalpot asli. Di sebelah kanan adalah pipa knalpot monolitik yang tidak memerlukan perakitan , dibuat menggunakan pencetakan 3D logam.

Source designnews.com Sebuah

tabung cetak 3D diproduksi menggunakan titanium Grade23 hanya dalam waktu 23 jam, itu akan memakan waktu tiga minggu untuk produksi tradisionalnya. Waktu pengembangan desain berkurang dari 6 minggu menjadi 6 hari. Teknologi aditif juga menghilangkan kebutuhan untuk perkakas, perlengkapan, pengelasan ganda, dan beberapa inspeksi.

Optimalisasi geometri telah mengurangi jumlah bahan yang dibutuhkan untuk produktivitas maksimum. Semua elemen pipa knalpot asli termasuk dalam desain baru dan, ketika dicetak dengan ketebalan dinding khas 0,5 mm, pipa knalpot yang dicetak 3D sekitar 25% lebih ringan dari aslinya.

Berbagai pilihan bahan untuk pencetakan 3D mulai memenuhi persyaratan berbagai komponen kendaraan. Karena metode aditif mengurangi biaya dibandingkan dengan yang tradisional (seperti cetakan dan cetakan injeksi), dari sudut pandang produksi dan keuangan, itu membuat banyak akal untuk implementasi lebih lanjut dari pencetakan 3D dalam produksi bagian dasar.

Volkswagen, salah satu produsen mobil terbesar dan paling inovatif di dunia, menggunakan printer HP Metal Jet 3D untuk menghasilkan komponen fungsional berkinerja tinggi dengan persyaratan desain khusus, seperti kenop roda gigi dan dudukan cermin. Rencana jangka panjang Volkswagen untuk berkolaborasi dengan HP termasuk mempercepat produksi komponen yang dapat disesuaikan secara massal seperti gantungan kunci dan papan nama eksternal.

Sumber: youtube.com

+1 Mobil cetak 3D

Meskipun mobil yang dicetak pada printer 3D secara keseluruhan belum memasuki pasar, beberapa proyek dan konsep yang menarik memungkinkan untuk menilai kemungkinan arah pengembangan industri otomotif.

Kepompong ringan . Perusahaan teknik Jerman, EDAG, jelas terinspirasi oleh alam untuk menciptakan struktur bantalan beban cetak-3D untuk mobil konsep Light Cocoon. Bingkai menyerupai urat daun pohon atau cabangnya. Terlepas dari kenyataan bahwa desain EDAG mengambil bahan lebih sedikit dari kerangka konvensional, semua persyaratan kekuatan untuk komponen yang signifikan secara struktural telah dipenuhi. Di luar, kasing dilapisi kain tahan air yang ringan dan tahan lama.

Lapisan melindungi EDAG Light Cocoon dari cuaca dan memberi mobil kepribadian yang unik. Sumber: formlabs.com

Blade. Blade ("Blade") diumumkan sebagai "supercar 3D-cetak pertama di dunia." Ini sesuai dengan standar supercar, tetapi terbuat dari bahan yang tidak mahal: pipa karbon dan batang aluminium, dalam kombinasi dengan bagian logam cetak-3D. Blade ternyata sangat ringan dan tidak terlalu lama untuk dipasang.

Blade supercar 3D-cetak pertama di dunia. Sumber: formlabs.com

Strati . Perusahaan Amerika, Local Motors, mencetak pada printer 3D dan merakit mobil listrik Strati tepat di stand pameran, hanya dalam waktu 44 jam. Sebagian besar komponen dicetak - bodi, kursi, bagian kompartemen penumpang. Sebuah mobil terdiri dari kurang dari 50 knot - yang jumlahnya jauh lebih kecil daripada ribuan suku cadang yang masuk ke mobil tradisional. Perusahaan bermaksud mengurangi waktu pencetakan hingga 10 jam.

Strati Motor Lokal terdiri dari kurang dari 50 bagian yang terpisah *. Sumber: formlabs.com

LSEV. Didesain oleh perusahaan Italia XEV, LSEV bisa menjadi tanda pertama di pasar mobil listrik 3D ketika mulai dijual. Printer 3D mencetak sasis, kursi, kaca depan, dan semua bagian LSEV yang terlihat. Berkat penggunaan aktif pencetakan 3D, dimungkinkan untuk mengurangi jumlah komponen dari tahun 2000 menjadi hanya 57, menghasilkan desain yang sangat ringan. Mobil listrik itu hanya memiliki berat 450 kg.

LSEV adalah mobil listrik 3D-cetak pertama yang memasuki pasar pada tahun 2020. Sumber: formlabs.com

Sementara sebagian besar dari ini dan banyak proyek mobil pencetakan 3D lainnya tetap pada tahap konsep, penetrasi pencetakan 3D ke berbagai bidang industri otomotif sangat mencolok. Dalam beberapa kasus, teknologi aditif memberikan peluang baru untuk desain dan produksi, dalam kasus lain mereka mengurangi biaya produksi dan menghemat waktu.

Lihat juga:
Produksi mobil balap pada printer 3D dan mesin CNC
Pemindaian 3D mobil dalam penyetelan dan perbaikan