7 کاربرد استفاده از تکنولوژی پرینتر سه بعدی در صنعت خودرو سازی
مزایا و معایب استفاده از چاپ سه بعدی در صنعت خودرو
امروزه با توسعه فناوری های چاپ سه بعدی این امکان فراهم شده است تا نمونه سازی و تولید قطعات سه بعدی ساخته شده با کارایی بالا را امکان پذیر باشد.
از بزرگترین مزایای چاپ سه بعدی برای تولیدکنندگان خودرو، کاهش هزینه و زمان مورد نیاز برای تولید نمونه های اولیه است. چاپ سه بعدی هزینه و زمان کمتری را برای کسب و کار دارد.
تولیدکنندگان خودرو که به صورت انحصاری با تیراژ محدود خودرو تولید می کنند از تکنولوژی چاپ قطعات سه بعدی برای قطعات پیچیده استفاده می کنند. برای تولیدکنندگانی مانند بوگاتی و کونیگزگ، چاپ سه بعدی می تواند هزینه تولید نمونه های اولیه را کاهش داده و امکان منحصر به فرد بودن را به خودروهای آن ها اضافه کند.
گرچه پرینت سه بعدی برخی از قطعات پیشرفته برای استفاده نهایی منطقی است، اما در مقیاس بزرگ صرفه اقتصادی ندارد. به همین دلیل قطعات پرینت سه بعدی را در خط تولید هایی با تیراژ بالا پیدا نخواهید کرد.
با این حال، چاپ سه بعدی همچنان می تواند به عنوان ابزاری عالی برای سفارشی سازی برای تولیدکنندگان سطح پایین باشد. تیم خدمات سه بعدی ثمین در نظر دارد در این مقاله 7 نمونه استفاده از چاپ سه بعدی در صنعت خودرو سازی را به علاقه مندان صنعت چاپ سه بعدی معرفی نماید.
1- نمونه سازی اولیه در Koenigsegg
مدیرعامل Koenigsegg نمونه اولیه چاپ شده سه بعدی را برای استراحت پا در دست دارد
خودروساز سوئدی ماشین های سوپراسپرت Koenigsegg به دلیل تولید سریع ترین اتومبیل های (بر اساس قانون جاده) جهان the one ، مشهور است. همانطور که از نام این خودرو (the one) پیداست میزان اسب بخار این خودرو برابر 1341 اسب بخار و وزن خودرو 1360 کیلوگرم می باشد که این دو مقدار تقریبا با هم برابر است.
از آنجا که چنین خودرویی در تعداد پایین تولید می شود، شرکت کونیگزگ می تواند از پرینت سه بعدی برای تولید یک لوله اگزوز سبک وزن تیتانیومی استفاده کند. کریستین فون کونیگزگ (Christian Von Koenigsegg) بنیانگذار و مدیر عامل شرکت کونیگزگ، ادعا می کند که استفاده از چاپ سه بعدی برای این شرکت هزینه بردار است. با این حال از آنجایی که صرفه جویی در وزن خودرو بزرگترین اولویت شرکت است، چاپ سه بعدی فلزی روشی مناسب برای انجام این کار می باشد.
کریستین فون کونیگزگ همچنین از چاپ سه بعدی برای ساختن نمونه اولیه خودرو استفاده می کند. آنها با استفاده از چاپ سه بعدی، پدال ترمز و گاز، بازوهای آینه و محفظه های آینه، استراحت پا و بسیاری دیگر از قطعات خودرو The one را تولید می کنند.
برای یک شرکت کوچک با تولید با تعداد کم مانند کونیگزگ، چاپ سه بعدی راهی عالی برای دستیابی به توسعه سریعتر محصول است. همچنین استفاده از چاپ سه بعدی، انحصار محصول نهایی را فراهم می کند.
2 - کولیس ترمز تیتانیوم خودرو بوگاتی
کولیس ترمز چاپی بوگاتی که در حین آزمایش از آن عکس گرفته شده است
بزرگترین قطعه چاپ شده سه بعدی از جنس تیتانیوم در جهان، کولیس ترمز شگفت انگیز بوگاتی شیرون هایپرکار (Chiron hypercar) است. کمپانی بوگاتی ادعا می کند کولیس چاپ شده سه بعدی 40٪ قویتر از کولیس معمولی است که در حال حاضر در همه مدل های شیرون نصب شده است. این در حالی که تولید این قطعه 45 ساعت طول میکشد، تولید بسیار کم بوگاتی باعث می شود چاپ سه بعدی یک راه حل مناسب باشد.
بوگاتی کولیس را به گونه ای طراحی کرده است که می تواند با کمترین مواد ممکن تولید شود در حالیکه مقاومت ساختاری بهتری نسبت به کولیس معمولی دارد. کولیس چاپ شده با پرینتر سه بعدی، به لطف طراحی هوشمندانه خود، 2 کیلوگرم از نمونه استاندارد سبک تر می باشد.
به عنوان یک تولید کننده انحصاری، طبیعی است که بوگاتی بودجه لازم را برای آزمایش پروژه هایی از این دست را دارد. از آنجا که بوگاتی بخشی از گروه ولکس واگن(VW) است، توسعه فناوری در این کمپانی این امکان را میدهد تا سرانجام به محصولات سایر شرکت های داخل گروه ولکس واگن راه یابد.
3- چاپ سه بعدی بی ام و
کولیس ترمز چاپ سه بعدی و دسته ای از براکت های چاپ شده سه بعدی برای مکانیسم سقف تاشو
چند سال پیش بی ام و (BMW) آزمایش چاپ سه بعدی را آغاز کرد و از آن زمان پیشرفت های زیادی حاصل شده است. در واقع، امروزه BMW در حال تولید قطعات برای استفاده نهایی با چاپگرهای سه بعدی فلزی است.
BMW i8 Roadster از اتومبیل های سطح بالا این شرکت است که از مکانیزم سقف تاشو بهره می برد و براکت ها به صورت انبوه در پرینترهای سه بعدی فلزی ساخته می شود. این براکت دارای شکل بسیار خاصی است که تولید آن با استفاده از تکنیک های سنتی پیچیده است، به همین دلیل است که کمپانی BMW تصمیم به چاپ این قطعه با پرینتر های سه بعدی گرفته است.
یکی دیگر از نمونه های عالی استفاده از فناوری چاپ سه بعدی در این کمپانی، ترمزهای BMW M850i Coupe Night Sky Edition جدید است. کولیس ترمز این مدل به طور کامل توسط چاپگر سه بعدی فلزی چاپ شده است و دارای جزئیات زیبایی مانند مارک Sky Night در قسمت قابل مشاهده کولیس است.
4 - HRE و ساخت اولین چرخ های چاپ شده به صورت سه بعدی در جهان
چرخ چاپ شده HRE3D + 3D که به یک هایپرکار مک لارن P1 متصل شده است
HRE Wheels در تولید چرخ های پیشرفته تخصص دارد. به تازگی این شرکت به لطف پروژه چرخ های چاپ شده HRE3D + 3D توجه بسیاری از رسانه ها را به خود جلب کرده است.
HRE Wheels برای دست یابی به چاپگرهای سه بعدی صنعتی با کارایی بالا با GE Additive همکاری می کند. چرخ چاپی HRE3D + 3D شامل یک قطعه مرکزی ، 5 پره می باشد که اتصال دهنده های تیتانیومی برای اتصال پره ها به قسمت های مرکزی و یک لبه فیبر کربن استفاده می شود.
نکته مثبت استفاده از چاپ سه بعدی برای تولید چرخ های خودرو، کاهش هدر رفت و ضایعات مواد و توانایی تولید یکپارچه اشکال بسیار پیچیده و فانتزی است. در HRE چاپ سه بعدی جایگزین فرز CNC می شود که مقدار قابل توجهی ضایعات مواد از کنده کاری چرخ از یک بلوک آلومینیوم تولید می کند. در حالی که چاپ سه بعدی فقط در مواقع ضروری از مواد استفاده می کند و تقریباً هدر رفتی باقی نمی گذارد.
اگرچه امروزه چرخ های چاپ شده با پرینتر سه بعدی فرآیندی گران قیمت است، اما در دراز مدت در این حوزه می تواند مزایای زیادی را برای تولید چرخ به صورت سه بعدی به همراه داشته باشد.
5 - جیگ و تجهیزات فورد برای خط تولید
جیگ و تجهیزات مورد استفاده در تولید فورد جدید
جیگ از ابزارهای رایج در خط تولید خودروسازی هستند که بیشتر برای نه داشتن و نصب قطعات استفاده می شوند. بیشتر تولیدکنندگان این ابزارها را از شرکت هایی تولیدی دیگر تهیه می کنند. که این کار در مقایسه با استفاده از چاپ سه بعدی زمان بیشتری برده و مقرون به صرفه هم نمی باشد.
از آنجا که جیگ و سایر تجهیزات مورد استفاده از پلاستیک ساخته شده و معمولاً اشکال بسیار پیچیده ای ندارند، می توان آنها را روی چاپگرهای حرفه ای دسکتاپ FDM 3D مانند Ultimakers ساخت. فورد با استفاده از دستگاه های چاپ سه بعدی ،جیگ و سایر تجهیزات مورد استفاده، در تولید فورد فوکوس جدید از این فناوری استفاده کرد.
سال گذشته، فولکس واگن اتوئوروپا برای تولید جیگ ، با استفاده از چاپ سه بعدی به جای شرکت های خارجی، بیش از 200،000 دلار صرفه جویی در هزینه کرد.
6 - توسعه ماشین مسابقه فولکس واگن
فولکس واگن I.D. R اتومبیل مسابقه ای
سال گذشته، فولکس واگن در مسابقات بینالمللی پیک هیل کلایمب با ساخته مخصوص خود ( R Pikes Peak electric racecar VW I.D ) شرکت کرد. توسعه I.D. R یک نمونه عالی از چاپ سه بعدی است که باعث سهولت تولید و سریعترشدن نمونه سازی خودرو به کمک تکنولوژی چاپ سه بعدی می باشد.
خودرو I.D. R یک اتومبیل مسابقه ای کاملاً الکتریکی است که برق مورد نیاز آن با دو موتور الکتریکی تولید می شود. موتور این اتومبیل 680 اسب بخار قدرت دارد که و زمان صفر تا 60 مایل در ساعت آن 2.25 ثانیه است. همچنین بسیار سبک بوده و وزن آن زیر 2500 پوند است؛ که این وزن شامل وزن راننده نیز می شود.
خواندن این مطلب نیز به شما پیشنهاد می شود: انواع ساپورت چاپ سه بعدی با سهولت حذف از سازه سه بعدی
در مدت زمان کوتاه توسعه I.D. R ، فولکس واگن با استفاده از پرینتر سه بعدی بیش از 2000 قطعه سه بعدی چاپ شده است و این کار باعث صرفه جویی زیادی در وقت و هزینه شد.
موفقیت این تکنیک زمانی اثبات شد که I.D. R رکورد جدیدی را در مسیر صعود به تپه ای به طول 20 کیلومتر با 156 پیچ ثبت کرد. رومین دوماس رکورد جدید را در 148: 57: 7 ثبت کرد. رکورد قبلی آن 878. 8:13 می باشد که توسط سباستین لوئب با پژو 208 T16 ثبت شده است.
7 - اتومبیل تولید شده به صورت سه بعدی برای ادای احترام به دیوید بووی
اتومبیل تولید شده به صورت سه بعدی دیوید بووی
این یک خودرو تولید شده به صورت سه بعدی در مقیاس کامل و با پرینتر های سه بعدی است که به احترام آیکون موسیقی دیوید بووی تولید شده است.
پشت طراحی این ماشین منحصر به فرد، تاکومی یاماموتو (Takumi Yamamoto )، یک طراح مشهور با تجربه زیادی در کار روی هایپرکارهای مفهومی یکبار مصرف قرار دارد. ایده یاماموتو ساخت یک ماشین مفهومی با الهام از بووی بود که شخصیت و کار هنرمند را برجسته می کند.
این مفهوم در مقیاس کامل توسط MASSIVit 3D و Marie 3D با استفاده از چاپگر سه بعدی MASSIVit 1800 با فرم بزرگ ساخته شده است.
از آنجا که طرح و دیزاین این خودرو، دارای اشکال پیچیده ای می باشد، چاپ سه بعدی قطعات به عنوان ابزاری مناسب برای تولید این ماشین مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از اهداف این پروژه ارائه امکاناتی بود که چاپ سه بعدی به دنیای خودرو ارائه می دهد. ارائه این پروژه در جشنواره بین المللی اتومبیل پاریس از تاریخ 31 ژانویه تا 3 فوریه 2019 برگزار شد.
نتیجه
نمونه اولیه اتومبیل چاپ شده سه بعدی Strati Local Motors
هم اکنون، از چاپ سه بعدی در صنعت خودرو بیشتر به عنوان ابزاری برای تولید نمونه اولیه با سرعت بالا یا تولید قطعات برای استفاده نهایی استفاده می شود. در آینده نسبتاً نزدیک، ممکن است شاهد تعداد بیشتری از اتومبیل های دارای قطعات چاپ سه بعدی باشیم.
تولیدکنندگان در تولید قطعات از مزایای کاهش قیمت به کمک چاپ سه بعدی بهره می برند، اما همچنان به دنبال چاپ قطعات سه بعدی برای استفاده نهایی هستند.
علاوه بر قطعات سه بعدی چاپ شده، تعدادی خودرو نیز به صورت کامل تولید شده اند با این حال این فناوری در حال حاضر امکان جایگزینی روند فعلی تولید وسایل نقلیه را ندارد اما این توانایی را دارد كه در آینده بتواند جایگزین روش فعلی شود.
ترجمه و جمع آوری : واحد تحقیق و توسعه خدمات پرینتر های سه بعدی ثمین samin3d