Ako 3D tlačené autodieliky menia priemyselnú výrobu automobilov pomocou 3D tlače z polykarbonátu

Ako 3D tlačené autove komponenty Transformujte výrobu automobilov s 3D tlačou z polykarbonátu

Výrobcovia áut zažívajú v súčasnosti dosť výrazné zmeny vďaka technikám aditívnej výroby, najmä pokiaľ ide o výrobu 3D tlačených dielov pre vozidlá. To znamená, že továrne môžu teraz vyrábať prispôsobené komponenty oveľa rýchlejšie ako predtým a zároveň udržiavať tesné tolerancie. Vezmite si napríklad 3D tlač z polykarbonátu – mnohé dielne začali túto metódu používať, pretože im umožňuje vyrábať diely, ktoré odolávajú tepelnému namáhaniu a zároveň si zachovávajú svoju štrukturálnu pevnosť. Hovoríme o všetkom od prvkov palubnej dosky až po vonkajšie dekoratívne diely, ktoré musia odolávať nielen extrémnym teplotám, ale aj bežnému opotrebeniu na cestách.

Pochopenie 3D tlačou z polykarbonátu pre automobilové aplikácie

Keď ide o výrobu automobilov, polykarbonát sa prejavuje ako najvhodnejšia voľba pre aplikácie 3D tlače. Pozrime sa na jeho pevnosť v ťahu, ktorá dosahuje približne 9 800 psi alebo 72 MPa, a porovnajme to s bežnými materiálmi PLA, ktoré zvyčajne vidíme. Je to dosť výrazný rozdiel! To, čo naozaj vyzdviadne polykarbonát, je jeho odolnosť voči teplu. Sklová tranzitná teplota dosahuje 150 stupňov Celzia, čo znamená, že diely vyrobené z tohto materiálu vydržia namáhanie pri motoroch, kde teploty dosahujú vysoké hodnoty. Tu nehrozí skrútenie ani roztavenie, dokonca ani po dlhodobom pôsobení týchto náročných podmienok, s ktorými mechanici pracujú každý deň.

Prezeranie príspevkov na r/cars a podobných subredditech ukazuje, prečo toľkí nadšenci chvália polykarbonát za svoju vynikajúcu odolnosť voči nárazom bez prasknutia a za stabilitu v rôznych podmienkachach. Výrobcovia áut majú o túto látku veľký záujem pri výrobe dielov, ktoré musia odolať rôznym namáhaniam pri každodennom jazde alebo na pretekoch. Okrem toho, keďže polykarbonát má oproti iným materiálom nízku hmotnosť, výmena ťažších komponentov za ľahšie môže skutočne znížiť celkovú hmotnosť vozidla. Ľahšie automobily znamenajú lepšiu spotrebu paliva u tradičných áut a predĺženú výdrž batérie medzi nabíjaniami pre majiteľov elektromobilov, ktorí chcú maximalizovať dojazd.

Aplikácie 3D tlač pre vozidlá v modernom výrobe

Funkčný prototyp a vývoj

3D tlač vozidiel urýchľuje vývojový cyklus tým, že umožňuje rýchlu výrobu prototypov zložitých geometrií. Inžinieri môžu iterovať návrhy sacích potrubí, elektrických skriní a prístrojových panelov do niekoľkých hodín namiesto týždňov. Táto schopnosť je obzvlášť cenná pre výrobu vlastných dielov automobilov vyžadujúcich presné prispôsobenie a overenie funkčnosti.

Tímy výroby využívajú 3D tlač z polykarbonátu na výrobu tepelne odolných prototypov, ktoré môžu byť testované v reálnych podmienkach v priestore motora. Tepelná stabilita materiálu zabezpečuje presné vyhodnotenie výkonu v prevádzkových podmienkach.

Výroba v malom objeme a personalizácia

Táto technológia je vynikajúca pri výrobe 3D tlačených doplnkov pre vozidlá, ktoré už nie sú výrobe, čo pomáha opravovňám znížiť náklady na skladovanie. Nadšenci na platformách ako napríklad Reddit často zdieľajú svoje skúsenosti s výrobou vlastných dielov, napríklad:

• G oPro držiaky kamier a ukazovatele polohy
• T vetracie kanály a chladiace kanály pre brzdy
• A aerodynamické komponenty a návrhy nárazníkových clon
• C vyrobené tvrdé strechy pozostávajúce z 44 prepojených komponentov

Zvýšenie výkonu a použitie v automobilovom športe

3D tlačené autodieliky sa rozsiahle používajú v pretekárskej oblasti, kde ľahká konštrukcia a schopnosť rýchlej iterácie prinášajú konkurenčné výhody. Supercar Rodin FZERO využil metalickú aditívnu výrobu na výrobu takmer všetkých kovových komponentov vrátane osemstupňového sekvenčného prevodovky – čo je prvý priemyselný úspech tohto druhu.

Optimalizácia pevnosti a kvality v 3D tlačené autove komponenty

Výber materiálu a porovnanie výkonu

Optimalizácia nastavení tlače

Dosiahnutie optimálnej pevnosti 3D tlačených autodielov vyžaduje pozorné nastavenie viacerých parametrov:

• P teplota tlače: Vyššia teplota v rámci odporúčaného rozsahu zlepšuje priľnavosť vrstiev
• L výška vrstvy: Tenké vrstvy (0,1-0,2 mm) kombinované s širšími extrúznymi čiarami (120-140 % priemer dýzy) poskytujú najlepšie výsledky
• I hustota výplne: Funkčné diely dosahujú najlepší výkon s výplňou 50-70 % pomocou včelích plástov pre optimálny pomer pevnosti ku hmotnosti
• W hrubka steny: Nosné komponenty vyžadujú hrúbku steny 4-6 mm

Techniky povýrobnej úpravy

Žíhanie môže zvýšiť pevnosť dielov približne o 40 % prostredníctvom reorganizácie štruktúry materiálu. Táto úprava je obzvlášť výhodná pre výrobu vlastných komponentov automobilov, ktoré vyžadujú zvýšené mechanické vlastnosti.

Dizajnové aspekty pre príslušenstvo k automobilom vyrobené pomocou 3D tlače

Požiadavky na súbory a digitálny pracovný postup

Výroba príslušenstva k automobilom pomocou 3D tlače vyžaduje súbory vo formáte STL, STEP alebo OBJ. Ak nie sú k dispozícii pôvodné návrhy, výrobcovia môžu využiť 3D skenovanie existujúcich dielov alebo služby vlastnej návrhovej dokumentácie. Digitálne trhoviská ako Thingiverse a GrabCAD ponúkajú rozsiahle knižnice modelov súvisiacich s automobilmi.

Požiadavky na priemyselné zariadenie

3D tlač z polykarbonátu vyžaduje priemyselné zariadenie s nasledujúcou výbavou:

• H systémy extrúzie pri vysokých teplotách (až do 300 °C)
• E uzavreté vyhrievané komory pre zachovanie rozmernosti
• L veľké platformy pre výrobu veľkých komponentov

Nákladová efektívnosť a výrobné výhody

Použitie 3D tlače vo výrobe vozidiel môže výrazne znížiť náklady, keďže eliminuje nákladné nástroje. Týmto spôsobom môžu výrobcovia vyrábať všetko od jediného kusu až po veľké série a navyše môžu jednoducho prechádzať medzi rôznymi farbami alebo materiálmi podľa potreby. Táto metóda je pre automobilky veľmi výhodná pri výrobe špeciálnych dielov, ktoré vyžadujú určité vzhľad alebo lepšie vlastnosti v konkrétnych podmienkach. Napríklad niektoré závodné tímy vyrábajú jedinečné motordiely práve týmto spôsobom, pretože chcú niečo, čo sa vizuálne odlišuje a zároveň dosahuje maximálny výkon.

Obnova a podpora pre vozidlá v sérii

Získanie náhradných dielov pre staršie automobily bolo vždy pre nadšencov problém. Dobrou správou je, že komponenty vyrobené pomocou 3D tlače z odolných materiálov, ako je iglidur® i6 SLS polymer, menia pravidlá hry. Vezmite si prípad obnovy klasického automobilového tachometra – mechanici mali problém nájsť správne ozubené koleso pre jednotku Stewart Warner. Nakoniec ho vytlačili z iglidur® I6. Po prejdení viac než 2 000 míľ jazdy nebol na dieli ani náznak opotrebenia. Celkom pôsobivo, ak vezmeme do úvahy, ako veľmi sú tieto ozubené kolesá zvyčajne namáhané.

Budúce vyhliadky a dopad na priemysel

Automobilový priemysel ďalej prijíma 3D tlačené autodieliky vďaka svojej slobode dizajnu, schopnosti rýchlej iterácie a nákladovej efektívnosti. Výrobcovia elektromobilov získavajú najmä vďaka schopnosti technológie vytvárať ľahké, zložité geometrie, ktoré optimalizujú výkon a predlžujú dojazd.

3D tlač z polykarbonátu umožňuje výrobu komponentov, ktoré boli doteraz nemožné vyhotoviť pomocou tradičných výrobných metód. Táto schopnosť otvára nové možnosti pre výrobu vlastných automobilových komponentov s integrovanými chladiacimi kanálmi, zložitými vnútornými štruktúrami a optimalizovaným rozdelením materiálu.

Sino Rise: Váš partner pri pokročilých výrobných riešeniach

Zatiaľ čo 3D tlač pre vozidlá predstavuje špičkovú technológiu, Sino Rise ponúka komplexné výrobne riešenia vrátane CNC obrábania, vstrekovania plastov a tvárnenia plechov. Naša odbornosť v prototypovaní a povrchovej úprave dopĺňa možnosti aditívnej výroby a poskytuje úplné výrobné riešenia pre automobilové aplikácie.

Naše 5-osé CNC obrábacie kapacity zabezpečujú presnú výrobu zložitých automobilových komponentov, zatiaľ čo naše služby vstrekovania plastov ponúkajú alternatívy pre vysoké objemy výroby, keď prechod 3D tlačených automobilových príslušenstiev z prototypu na sériovú výrobu nastane.