VW jest jednym z największych producentów samochodów na świecie, zaczynając od „samochodu osobowego” (dosłowne tłumaczenie „Volkswagena”) pod koniec lat 30. XX wieku i przekształcając się we współczesną międzynarodową korporację. W 2018 roku sprzedali 10,8 miliona pojazdów na całym świecie.

Jedna z gałęzi biznesu, VW Autoeuropa, zrewolucjonizowała proces produkcji poprzez oprzyrządowanie do drukowania 3D, przyrządy i osprzęt do samochodów produkowanych w portugalskiej fabryce, a mianowicie VW Scirocco, Sharan i Seat Alhambra.

Firma VW Autoeuropa połączyła siły w tym przedsięwzięciu z firmą Ultimaker, obecnie wykorzystując siedem swoich drukarek 3D FDM i wytwarzając przy tym 93% wszystkich wcześniej produkowanych narzędzi zewnętrznych. Istotne elementy, które zostały przekształcone, obejmują:

• Miernik identyfikacyjny klapy bagażnika:  Początkowo proces produkcji trwał 35 dni i kosztował do 400 EUR (440 USD), zastosowanie drukowania 3D FDM pozwoliło na ukończenie tych części w ciągu czterech dni przy koszcie zaledwie 10 EUR (11 USD) – oszczędność kosztów wynosząca 98% i oszczędność czasu 89%. Wieloczęściowa konstrukcja, która wcześniej nie była możliwa, pozwala na wymianę małych elementów przyrządu w przeciwieństwie do całkowitego złomowania całego narzędzia.
• Wskaźnik okna:  Używany do pozycjonowania okna tylnej ćwiartki z dużą dokładnością i powtarzalnością, ten przyrząd początkowo wynosił 180 EUR (198 USD) za część, a teraz wynosi tylko 35 EUR (38 USD). Wskaźniki okienne (jak większość przyrządów) zostały wydrukowane przy użyciu kombinacji PLA i TPU. Ten ostatni wchodzi w kontakt ze szkłem okiennym i farbą, a tym samym znacznie zmniejsza możliwość zadrapań na powierzchni szkła. W przeszłości było to kluczowe zagadnienie dla VW, ponieważ tradycyjne metody powodowały wiele wad powierzchniowych, wymagających obszernej obróbki końcowej.
• Przyrząd do ochrony koła:  Zaprojektowany tak, aby pasował do wnęk nakrętek kół, ta część pozwala na dokręcenie śrub bez ciężkich zarysowań narzędzi lub uszkodzenia felg aluminiowych. Koszt spadł z 800 € (880 $) do 21 € (23 $), a czas z 56 dni do zaledwie 10.

Te przykłady przedstawiają małe elementy układanki, ale przyczyniły się do spodziewanych oszczędności w wysokości około 325 000 EUR (360 000 USD). Narzędzia drukowane w 3D są dodatkowo bardziej ergonomiczne i ułatwiają zwiększenie wydajności produkcji dzięki projektom dodatkowo ułatwiającym obsługę.

Bugatti

Bugatti (obecnie część grupy Volkswagen) to francuski producent luksusowych samochodów o wysokich osiągach. Od momentu narodzin w 1909 roku Bugatti słynie z wysokiego poziomu szczegółowości i artystycznej realizacji projektów, wywodzącego się od ojca założyciela, urodzonego we Włoszech projektanta Ettore Bugatti.

W ostatnich latach Bugatti stosuje produkcję dodatków metalowych, a mianowicie do produkcji zoptymalizowanej bionicznie obudowy mechanizmu różnicowego przedniej osi. Do tej pory ta część jest największym funkcjonalnym składnikiem tytanu wydrukowanym przy użyciu selektywnego topienia laserowego (SLM), który został przetestowany.

Obejrzyj wideo z dynamicznego testu stanowiskowego  tytanu, z następującymi ekstremalnymi temperaturami, wytrzymałością i sztywnością:

• Materiał: Tytan (stop lotniczy Ti6Al4V )
• Temperatura tarczy hamulcowej: do 1100 ° C
• Prędkości: > 375 km / h (233 mph)
• Siła hamowania: 1,35 G.
• Wytrzymałość na rozciąganie: 1250 MPa
• Gęstość materiału: > 99,7%

Nie wszystkie zasługi należą się grupie VW – Siemens wykorzystał swoją wiedzę na temat optymalizacji części, aby zmniejszyć liczbę iteracji i znaleźć właściwą równowagę między wagą a sztywnością.

Drugi element, aktywny wspornik spoilera, również został wyprodukowany przy obniżeniu masy o 5,4 kg (53%), ale o zwiększonej sztywności. Pomaga to spełnić wymagania aerodynamiczne spojlera, który musi wytrzymać przyspieszenie do 400 km / hw 32,6 sekundy, a następnie spowolnienie do zera w zaledwie 9 sekund.

BAC

Briggs Automotive Company (BAC)  to brytyjska firma supersamochodów z siedzibą w Liverpoolu oraz producent nowego i kultowego Mono.

Projektując lżejsze i wydajniejsze Mono R, BAC skupił się na technikach drukowania 3D, aby wydobyć każdą kroplę prędkości. Dostawca materiałów DSM został wprowadzony na pokład i dostarczył dwa materiały, które zostały użyte w częściach do użytku końcowego:

• Filament Novamid ID 1030-CF10: Ten wypełniony włóknem węglowym poliamid 6/66 ułatwia drukowanie trwałych i strukturalnych części do końcowego zastosowania o wysokiej stabilności wymiarowej i w podwyższonych temperaturach, całkowicie pozbawionych wypaczeń. Drukowanie z tym jest możliwe na standardowej maszynie, ale wymaga utwardzonej dyszy.
• Żywica Somos WaterShed XC 11122: Ta łatwa w użyciu, o niskiej lepkości i wodoodporna żywica naśladuje wygląd przezroczystych tworzyw termoplastycznych, takich jak ABS i PBT. Ta żywica wytwarza optycznie czyste części o gładkim i trwałym wykończeniu. Koszt tego materiału sprawia, że ​​ten produkt jest bardziej specyficzny dla dużej branży.

Drukarka 3D Stratasys F900 FDM była główną bronią z wyboru BAC, skracając czas realizacji testów części, takich jak wlot powietrza, z ponad dwóch tygodni do kilku godzin.

Wyprodukowano również uchwyty kierownicy w pełni dostosowane do kierowcy, co zapewnia klientom niezrównany poziom opcji na zamówienie. Wprowadzenie tych elementów AM w dużej mierze przyczyniło się do zmniejszenia masy Mono R o 20 kg (z 580 do 560 kg). 

Hackrod

Hackrod to firma zajmująca się cyfrowym wzornictwem przemysłowym z siedzibą w Kalifornii, a swoim samochodem La Bandita próbowała stworzyć w pełni konfigurowalny pojazd, wykorzystując połączenie drukowania 3D, rzeczywistości wirtualnej (VR) i sztucznej inteligencji (AI). Chodzi o to, aby budować auta zaprojektowane z wykorzystaniem algorytmów generatywnych.

Firma Siemens weszła również na pokład, oferując szeroką gamę narzędzi programowych za pośrednictwem swojego flagowego oprogramowania Siemens Digital Industries .

Celem Hackrod jest wytwarzanie czasochłonnych części, w szczególności podwozia, z wykorzystaniem technik wytwarzania przyrostowego. W tym celu badają procesy wymagane do wydrukowania w 3D pełnowymiarowego, generatywnie zaprojektowanego podwozia z aluminium, z wykorzystaniem technik osadzania metalu.

Od 2018 roku firma z powodzeniem drukowała podwozie La Bandita przy użyciu unikalnej hybrydowej techniki produkcji. W szczególności łączą one materiał polimerowy, drukowany przez wytłaczanie, i aluminium, drukowane za pomocą łuku drutowego. Te dwie metody AM są łączone z 5-osiową obróbką CNC (na Siemens Sinumerik 840D ) i podejmowane są następujące kroki w celu uzyskania gotowego podwozia:

1. Druk 3D : Głowica wytłacza materiał w obu wymienionych wyżej technikach (przy użyciu polimeru i aluminium), a następnie przesuwa się w kierunku wrzeciona 5-osiowego na maszynie CNC.
2. Obróbka CNC: 5-osiowe wrzeciono obrabia materiał przy użyciu do 10 narzędzi, w tym młyna kulowego, noża Lollipop, noża blokowego i frezu końcowego.

Na końcu tylko podwozie, rama i wsporniki La Bandity zostaną wydrukowane w 3D. Pozostałe elementy będą pochodzić z biblioteki istniejących części, które nadają się do ponownego użycia. Hackrod wprowadził również na rynek pierwszy motocykl zaprojektowany i wydrukowany „prosto z gry wideo”. Przyszłość wygląda ekscytująco dla Hackrod i produkcji przyrostowej!

BMW

Grupa BMW obejmująca Mini i Rolls-Royce. Ponad 230 000 samochodów w całej grupie zostało sprzedanych na całym świecie w 2018 roku. BMW aktywnie bada technologie AM od 1990 roku, realizując projekt druku 3D na zamówienie dla brytyjskiej drużyny koszykówki paraolimpijskiej, kładąc podwaliny pod druk 3D w swoich samochodach drogowych:

• BMW i8 Roadster: wspornik dachu i8 Roadster został opracowany i ulepszony za pomocą optymalizacji topologii przed SLM był używany do drukowania części 3D. Sam wspornik mocuje się do rozkładanego pokrycia dachu, wymagając w ten sposób odpowiedniej siły do ​​podnoszenia, pchania i ciągnięcia ciężaru dachu. W wyniku optymalizacji ostateczny projekt okazał się o 44% lżejszy niż poprzedni model.
• Mini: Mini, wraz z oprogramowaniem do integracji stworzonym przez Twikit, jest pierwszym producentem samochodów, który oferuje masową usługę dostosowywania za pomocą drukowania 3D. Do tej pory, iluminatory boczne, montaż deski rozdzielczej, progi drzwi LED i projektor drzwi LED to elementy, które można spersonalizować, aby dopasować do każdego klienta.

David Brown Automotive

David Brown Automotive to niewielki, niezależny producent oparty na Silverstone, sercu wyścigów samochodowych w Wielkiej Brytanii. Udało im się stworzyć niszę, łącząc projekty retro i tradycyjne rzemiosło, prezentując „to, co najlepsze w Wielkiej Brytanii” z najnowocześniejszą technologią i inżynierią.

Specjalizacja w produkcji na małą skalę w połączeniu z retro i nowoczesnym połączeniem nie jest bardziej widoczna niż w modelu Speedback GT:

• Panele drzwi wewnętrznych są drukowane 3D przez dostawcę, aby osiągnąć wymaganą krzywiznę, zanim fornir drewniany zostanie tradycyjnie ręcznie nakładany na miejscu.
• Wloty powietrza i osłony przeciwsłoneczne: drukarki Raise 3D Pro okazują prototypy, a także przedmioty do końcowego zastosowania dla tych i innych komponentów.

W modelu Mini Remastered kieszenie na tylnych siedzeniach są również fabrycznie drukowane w 3D. Cały ten druk 3D narodził się z prostej analizy kosztów i harmonogramu, co pokazało, że warto w ten sposób produkować komponenty wewnętrzne. W ten sposób możliwe były złożone kształty, a dodatkowe narzędzia zostały wyeliminowane z procesu produkcyjnego.

LOCAL MOTORS

Local Motors (LM) to firma zajmująca się mobilnością naziemną, która koncentruje się na kształtowaniu przyszłości na lepsze. Od 2007 roku dąży do współpracy i współtworzenia, wykorzystując projekty typu open source, aby rozpocząć produkcję małoseryjną w szeregu mikro-fabryk:

• Strati: Strati to samochód elektryczny opracowany przez LM i jest ogłoszony przez wiele źródeł jako pierwszy na świecie samochód wydrukowany na drukarkach  3D. Samochód potrzebował tylko 44 godzin na wydruk 3D (na  drukarce BAAM 3D ) i trzy dni na frezowanie w celu ukształtowania i złożenia. Zarówno podwozie, jak i nadwozie zostały wydrukowane przy użyciu ABS wzmocnionego włóknem węglowym.
• Olli: Olli to autonomiczny autobus wahadłowy o niskiej prędkości i jest wynikiem testowania ponad 2000 różnych materiałów od czasu wydania Strati. Olli może zostać wydrukowany w ciągu około 10 godzin (redukcja czasu o 77%) i został przetestowany pod kątem zderzenia przy prędkości 25 km / h, jako najgorszy scenariusz, obalając wszelkie teorie dotyczące braku bezpieczeństwa w materiałach drukowanych 3D.

Co dalej?

Trwa wiele innych fantastycznych projektów motoryzacyjnych wykorzystujących technologie AM, które z pewnością posuną branżę dalej w ciągu następnych kilku lat:

• Liberty Powder Metals:  Liberty Powder Metals , brytyjska firma z branży metali przemysłowych, otrzymała 4,6 miliona funtów (5,75 miliona dolarów) od spółki macierzystej Liberty House Group i rządu Wielkiej Brytanii na opracowanie specjalnych proszków metali ze stopów samochodowych do drukowania 3D.
• Siemens i EDAG:  Siemens i EDAG Group , niezależna firma motoryzacyjna, współpracują nad NextGen Space Frame 2.0, która składa się z konstrukcji aluminiowej z bionicznie zaprojektowanymi i dodatkowymi węzłami. Komponenty te mają na celu przekształcenie elastyczności metod produkcji w celu dostosowania do większej liczby pochodnych pojazdów.
• Continental AG: Continental otworzył nowy zakład w Karben w Niemczech, poświęcony testowaniu technologii i materiałów AM, a także opracowywaniu procesów w celu przefiltrowania z powrotem do obecnej produkcji części samochodowych, takich jak zaciski hamulcowe i zbiorniki płynów.
• BMW: BMW Group uruchomiło projekt, który zapowiada się jako kamień węgielny pod masową produkcję co najmniej 50 000 komponentów rocznie przy użyciu technik AM.
• Swinburne University / Tradiebot Industries / AMA Group: Projekt „Repair Bot” umożliwia tanie usługi szybkiej naprawy tego samego dnia w przypadku części samochodowych z tworzywa sztucznego i elementów montażowych uszkodzonych w wyniku wypadku. Odniosły już sukces dzięki wymiennemu elementowi do zestawu reflektora , który został wydrukowany w 3D za pomocą robota.
• Sterling i Xander Backus: Ten wspaniały projekt  Lamborghini Aventador z nadrukiem nadwozia do domu pokazuje, że może być jeszcze oderwana subkultura indywidualnych projektantów, którzy chcą dostosować podstawowe pakiety motoryzacyjne do własnych projektów nadwozia, dzieląc się i opracowując nowe i innowacyjne nadwozia!

Przyszłość naprawdę wygląda dobrze dla producentów samochodów stosujących i rozwijających technologie i procesy wytwarzania przyrostowego. Tylko czas pokaże, czy nadal będą napędzać rozwój Przemysłu 4.0 w następnej dekadzie i później.

(Lead image source: 3dprintingmedia.network )

  Licencja: Tekst „ Samochody i drukowanie 3D: historia do tej pory … ” autorstwa All3DP jest objęty licencją Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 .

Źródło: https://all3dp.com