Kuinka 3D-tulostetut autonosat muuttavat autoteollisuuden valmistusta polykarbonaattia käyttäen 3D-tulostuksessa

Miten 3D-tulostetut autonosat Muunna autoteollisuuden valmistus Polycarbonate 3D-tulostuksella

Autovalmistajat kohtaavat näinä päivinä melkoisia muutoksia kiitos lisäävien valmistustekniikoiden, erityisesti ajoneuvojen 3D-tulostettujen osien valmistamisen. Tämä tarkoittaa sitä, että tehtaat voivat nyt tuottaa mukautettuja komponentteja huomattavasti aiempaa nopeammin ja silti säilyttämällä tiukat toleranssit. Otetaan esimerkiksi polycarbonaatin 3D-tulostus – monet liikkeet ovat alkaneet käyttää tätä menetelmää, koska se tuottaa osia, jotka kestävät hyvin lämpöstressiä ja säilyttävät silti rakenteellisen eheytensä. Puhumme kaikista asioista, jotka vaihtelevat instrumenttilaudan osista ulkoisiin koristeisiin, jotka täytyy kestää sekä lämpötilan ääripäitä että tavanomaista kulumista liikenteessä.

Ymmärtäminen Polycarbonate 3D-tulostuksella autoteollisuuden sovelluksiin

Kun on kyse automaattisesta valmistuksesta, polykarbonaatti erottuu erinomaisena valintana 3D-tulostussovelluksiin. Katsotaanpa sen vetolujuuslukuja noin 9 800 psi tai 72 MPa ja verrataan sitä tavalliseen PLA-materiaaliin, jonka kanssa törmätään tyypillisesti. Ero on melko merkittävä! Sen sijaan, mikä todella tekee polykarbonaatesta erinomaista, on sen lämmönkestävyys. Lämmönvälityslämpötila on 150 celsiusastetta, mikä tarkoittaa, että tällä materiaalilla valmistetut osat kestävät moottorin läheisyyteen liittyviä korkeita lämpötiloja ilman vääntymistä tai sulamista, vaikka ne olisivat jatkuvasti mekaanikkojen päivittäin kohtaamissa äärimmäisissä olosuhteissa.

Katsomalla lankaa r/cars-forumissa ja vastaavissa alredditeissä käy ilmi, miksi niin monet autonharrastajat suosittavat polycarbonaattia sen hämmästyttävän iskunkestävyyden ja halkeamattomuuden sekä eri olosuhteisiin sopeutumiskyvyn vuoksi. Autojen rakentajat pitävät tätä materiaalia erinomaisena osien valmistukseen, jotka kestävät jokapäiväisestä ajosta tai rataajelusta aiheutuvaa rasitusta. Lisäksi koska polycarbonaatti on kevyempää kuin monet muut materiaalit, raskaiden komponenttien korvaaminen sillä voi vähentää auton kokonaispainoa. Kevyemmät autot tarkoittavat parempaa polttoaineen kulutuksen tehoa perinteisissä ajoneuvoissa ja pidempää akun käyttöaikaa sähköautojen omistajille, jotka haluavat maksimoida ajomatkan varmuuden.

Käyttöä koskevat vaatimukset 3D-tulostus ajoneuvoihin modern Manufacturing

Toiminnallinen prototyyppi ja kehitystyö

ajoneuvojen 3D-tulostus nopeuttaa kehitystyötä mahdollistaen monimukaisten geometrioiden nopean prototyypin valmistuksen. Insinöörit voivat iteroita moottorien imusarjat, sähkökotelojen ja mittariston komponenttien suunnitelmia tunteina sen sijaan, että niiden suunnitteluun kuluu viikkoja. Tämä mahdollisuus on erityisen arvokas räätälöityjen autojen osien osalta, joissa vaaditaan tarkka istuvuus ja toiminnallinen validointi.

Valmistusryhmät käyttävät polykarbonaattista 3D-tulostusta kestävien prototyyppien valmistukseen, joita voidaan testata moottoritilassa oikeissa olosuhteissa. Materiaalin lämpötilavakaus varmistaa tarkan suorituskyvyn arvioinnin käyttöolosuhteissa.

Pienten sarjojen valmistus ja räätälöinti

Teknologia soveltuu erinomaisesti 3D-tulostettujen autotarvikkeiden valmistukseen lopetettuja ajoneuvomalleja varten, jolloin korjaamot voivat vähentää varastokustannuksia. Redditin kaltaisilla alustoilla innokkaat käyttäjät jakavat usein kokemuksia räätälöityjen osien, kuten:

• G oPro-kamerapidikkeet ja mittarialustat
• T urboventtiilipeitit ja jarrujen ilmanohjaukset
• A aerodynaamiset komponentit ja pakoputkien suunnittelut
• C räätälöidyt kovakatot, jotka koostuvat 44:stä yhteydessä olevasta komponentista

Suorituskyvyn parantaminen ja moottoriurheilualueet

3D-tulostetut autonosat ovat saaneet laajaa käyttöä kilpailuautoissa, joissa kevyt rakenne ja nopea kehityskapasiteetti tarjoavat kilpailuedun. Rodin FZERO -superautossa hyödynnettiin metalliosien lisäävää valmistusta, jolla tuotettiin lähes kaikki metalliosat, mukaan lukien kahdeksan vaihteen sarjakutistus, mikä oli ensimmäinen kerta tällaisessa sovelluksessa.

Vahvuuden ja laadun optimointi 3D-tulostetut autonosat

Materiaalien valinta ja suorituskyvyn vertailu

Tulostusasetusten optimointi

Optimaalisen vahvuuden saavuttaminen 3D-tulostetuissa autonosissa vaatii huolellista huomiota useisiin parametreihin:

• P tulostuslämpötila: Suuremmat lämpötilat suositeltujen arvojen sisällä parantavat kerrosten tarttumista
• L kerrospaksuus: Ohuet kerrokset (0,1–0,2 mm) yhdistettynä leveämpiin puristusjälkiin (120–140 % suutinkoko) tuottavat vahvimmat tulokset
• I täyttötiheys: Toiminnallisille osille saavutetaan paras tulos 50–70 %:n täytöllä käyttäen alaviistekuvioita optimaalista lujuus-painosuhdetta varten
• L kotelo paksuus: Kuormaa kantaviin komponentteihin tarvitaan 4–6 mm kotelo paksuus

Jälkikäsittelytekniikat

Anneointiprosessit voivat lisätä osan lujuutta noin 40 % uudelleenjärjestämällä materiaalin rakennetta. Tämä hoito on erityisen hyödyllinen räätälöidyille auto-osille, joissa vaaditaan parannettuja mekaanisia ominaisuuksia.

Suunnittelukysymykset 3D-tulostetut autovarusteet

Tiedostovaatimukset ja digitaalinen työnkulku

3D-tulostettujen autovarusteiden valmistukseen tarvitaan tiedostomuodoissa STL, STEP tai OBJ. Alkuperäisten suunnitelmien puuttuessa valmistajat voivat hyödyntää olemassa olevien osien 3D-skannauksia tai räätälöityjen suunnitelmien palveluita. Digitaaliset markkinapaikat, kuten Thingiverse ja GrabCAD, tarjoavat laajat kirjastot autoalalla käytettäviä malleja.

Teollisuuden laitevaatimukset

Polykarbonaattia tulostettaessa tarvitaan teollisuusluokan laitteisto, jossa on seuraavat ominaisuudet:

• K korkean lämpötilan ruiskutusjärjestelmät (jopa 300 °C)
• E suljetut lämmittämät kammiot muottilaattojen muodonmuutoksen estämiseksi
• L suuret valmistusalustat suurikokoisten komponenttien tulostamiseen

Kustannustehokkuus ja tuotantiedut

Ajoneuvonvalmistuksessa 3D-tulostusta käyttämällä kustannuksia voidaan leikata huomattavasti, sillä sen ansiosta ei tarvita kalliita työkalutuotantomenetelmiä. Tämän teknologian avulla valmistajat voivat tuottaa kaiken yhden yksikön suuruihin erikoiskappaleisiin asti, ja he voivat lisäksi siirtyä eri värien tai materiaalien välillä tarvittaessa ilman suurta vaivaa. Autovalmistajat pitävät tätä erityisen hyödyllisenä erikoisosien valmistuksessa, joiden ulkonäkö tai suorituskyky on optimoitava tietyissä olosuhteissa. Esimerkiksi jotkin moottorijoukkuetekniikat hyödyntävät tätä menetelmää moottorien erikoiskomponenttien valmistukseen saadakseen visuaalisesti erottuvan lopputuloksen, joka toimii huipputasolla.

Perintöajoneuvojen korjaus ja huolto

Vaihto-osien hankinta vanhoihin autoihin on aina ollut ongelma autoharrastajille. Hyvä uutinen on, että 3D-tulostetut osat, jotka on valmistettu kovasta materiaalista kuten iglidur® i6 SLS -polymeri, muuttavat tilannetta. Otetaan esimerkiksi klassikkokoneen nopeusmittarin restaurointi – mekanismeilla oli vaikeuksia löytää oikeaa korkkiruuvi Steward Warner -yksikköön. He päätyivät tulostamaan yhden iglidur® I6:lla. Yli 2 000 ajomailin jälkeen osassa ei ollut lainkaan kulumisen merkkejä. Melko vaikuttavaa, kun otetaan huomioon kuinka kovaa käyttöä kyseiset vaihteet yleensä kestävät.

Tulevaisuuden näkymät ja teollisuuden vaikutus

Autoteollisuus hyväksyy edelleen 3D-tulostettuja auto-osia niiden suunnittelun vapauden, nopean kehityskelpon ja kustannustehokkuuden vuoksi. Sähköautojen valmistajat hyötyvät erityisesti teknologian kyvystä luoda kevyitä, monimutkaisia geometrioita, jotka optimoivat suorituskykyä ja pidentävät matkakantaa.

Polycarbonaattia käyttäen toteutettava 3D-tulostus mahdollistaa komponenttien valmistuksen, joiden toteuttaminen perinteisillä valmistusmenetelmillä on mahdotonta. Tämä mahdollisuus avaa uusia näkymiä räätälöityjen autokomponenttien osalta, joihin kuuluu integroidut jäähdytyskanavat, monimutkaiset sisäiset rakenteet ja optimoitu materiaalijakautuminen.

Sino Rise: Sinun kumppanisi edistyneiden valmistusratkaisujen saralla

Vaikka ajoneuvojen 3D-tulostus edustaa huipputeknologiaa, Sino Rise tarjoaa kattavia valmistusratkaisuja, jotka sisältävät CNC-jyrsinnän, muovimuottilajittelun ja levytyösten valmistuksen. Asiantuntemuksemme prototyyppien ja pinnan käsittelyssä täydentää lisävalmistuksen (additive manufacturing) ominaisuuksia ja tarjoaa kattomat tuotantoratkaisut autoilun sovelluksiin.

5-akselinen CNC-jyrsintäkoneistamme takaan tarkan valmistuksen monimutkaisille auto-osille, kun taas muovituotantopalveluidemme avulla voidaan toteuttaa suurten sarjojen tuotantoa, kun 3D-tulostetut autotarvikkeet siirtyvät prototyypistä sarjatuotantoon.