Applikasjonsanalyse av 3D-utskriftsteknologi innen lettvekt for biler

Med kontinuerlig utvikling av3D-utskriftteknologi, blir dens anvendelse i bildeler stadig mer utbredt. Noen mennesker tror at dette vil være et stort gjennombrudd i bilindustrien og sannsynligvis vil velte "Four Great Craftsmanship". Og nå er drømmen hans gradvis i ferd med å bli virkelighet. I bølgen av Industry 4.0 har 3D-printing, som kjernen i denne transformasjonen, nok en gang blitt presset til forkant av markedet de siste årene og har blitt mye brukt på ulike felt. Som den ledende industrien i produksjonssektoren, er bil- og deleproduksjonsindustrien hovedretningen for utviklingen av 3D-utskriftsteknologi. I det lange løp er imidlertid lettvekt av kjøretøy trenden, og i tradisjonelle kjøretøy krever energisparing og utslippsreduksjon lettvekting av kjøretøy.
Hva er virkningen av 3D-utskrift på bilindustrien sammenlignet med tradisjonelle produksjonsprosesser
Designmessig
3D-utskrift kan fullføre produksjonen av en konseptuell modell i løpet av noen timer til dager og bruke den til bilstylingdesign. Sammenlignet med tradisjonelle manuelle produksjonsmetoder, kan 3D-utskrift oppnå mer nøyaktig konvertering fra tegninger til enheter, og forkorte produksjonssyklusen betydelig, og dermed forbedre produksjonseffektiviteten i bildesignstadiet. I dag bruker mange produsenter 3D-utskriftsteknologi, som BMW, Mercedes Benz, etc.
Når det gjelder råvarer
3D-utskriftsteknologi kan gi en rekke materialer, mekaniske egenskaper og presise funksjonelle prototyper, slik at produsenter kan identifisere problemer tidlig, forbedre design og redusere kostnadene for feil.
Angående verktøy og inventar
3D-utskrift gir en rask og nøyaktig måte å produsere støpeformer på, noe som reduserer kostnadene og tiden for støpeformproduksjon betraktelig. Derfor har bilprodusenter raskt økt produksjonskapasiteten, forbedret effektivitet og forbedret kvalitet.
Samtidig kan bruken av 3D-utskriftsteknologi, som løselige kjerner, karbonfibervikling og sprøytestøpingsverktøy, hjelpe bedrifter med å oppnå rask og liten batch-tilpasning av støpeformer, redusere produksjonskostnadene og forkorte produktutviklingssykluser.
Ved produksjon av ferdige deler
Gjennom 3D-utskrift kan bilprodusenter oppnå små batch-tilpasning og prosessering av deler, samt produksjon og produksjon av komplekse former som organiske former, hulninger og negativ tegning. 3D-utskriftsteknologi kan oppnå rask produksjon av komplekse formede deler. Hvis det oppdages problemer under inspeksjonsprosessen, er det kun nødvendig å gjøre endringer i 3D-dokumentet for videre utskrift.
Som svar på den raske utviklingstrenden av 3D-utskrift i den nåværende bilindustrien, viser en studie nylig utgitt av det verdenskjente forskningsfirmaet Frost&Sullivan at innen 2025 vil den globale 3D-utskriftsmarkedet for bilindustrien nå 4,3 milliarder dollar. Faktisk utforsker Ford, BMW, Lamborghini, Volkswagen, General Motors, Porsche, Honda, Chrysler, Mercedes Benz, Audi og andre stadig ulike muligheter for 3D-utskriftsteknologi.
I denne epoken med raske teknologiske fremskritt har disiplinen "3D-utskrift" blitt et hett tema og har blitt mye brukt i ulike bransjer. Blant dem er produksjon av biler og deres deler en av dem. Så langt har ikke bare mange komponenter som bilunderstell, innvendige og utvendige paneler blitt 3D-printet med ABS-plast og karbonfibermaterialer som basismaterialer. Utskriften av "hele kjøretøyet" har også gjennomgått flere visninger, noe som har forkortet utskriftstiden, forbedret teknologisk innhold og vekket global oppmerksomhet.
For tiden inkluderer hovedmetodene for 3D-utskrift: materialsmeltende ekstrudering FDM, limspraying 3 DP, materialdråpespraying, pulverspredningssmelting, direkte energiavsetning, tynnplatestabling LOM og lysfølsom harpiksspredning. Blant dem har FDM-teknologi, smelteteknologi for pulverspredning, SLA-teknologi og andre teknologier blitt brukt i bilindustrien, og er ikke begrenset til bilkomponenter. Mange bedrifter har også begynt å tappert trykke «hele» biler.
Fordelene med 3D-utskrift
Sammenlignet med tradisjonell "subtraktiv produksjon" (som CNC), er fordelen med 3D-utskrift at den automatisk kan konstruere deler av hvilken som helst form gjennom datagrafikkdata, noe som eliminerer behovet for utviklings- og formfremstillingsprosessen av komplekse strukturelle komponenter. Dette forkorter utviklingssyklusen til nye produkter og sparer mye arbeidskraft, økonomiske ressurser og tid. Derfor er produksjonskostnadene lavere, utviklingssyklusen er kortere og produksjonseffektiviteten er høyere. I tillegg, i de tidlige stadiene av design, kan bruk av 3D-utskriftsteknologi for å verifisere monteringsevnen til produkter rettidig oppdage designfeil, komplekse komponenter eller gjennomførbarheten av prototypedesign.
Fordelen med 3D-utskrift ligger i å produsere komplekse, små og vanskelige å produsere komponenter! I teorien er masseproduksjonshastigheten og kostnadene for 3D-utskriftsteknologi ikke raske, men den kan akkumulere materialer fra bunnen av, bryte fri fra tradisjonelle prosessbegrensninger og oppnå produkter av enhver form. Hvis det for eksempel er nødvendig å produsere komplekse, men svært nøyaktige deler, eller å produsere hule tynnveggede deler, kan 3D-utskriftsteknologi løse dette problemet. Det mest avgjørende poenget er at 3D-utskrift lar produksjonen av deler være ubegrenset av prosesser, mer avhengig av ideer. Jo mer nytt og vanskelig det er å behandle deler med konvensjonelle metoder, jo mer egnet er de for 3D-utskrift. I denne prosessen, sammenlignet med tradisjonelle produksjonsmetoder, er reduksjon av kostnader også det mest attraktive aspektet ved 3D-utskrift for brukere.
Søknad på nåværende stadium
Sammenlignet med den tradisjonelle bilindustrien er produksjonen av 3D-utskriftsteknologi fortsatt relativt lav, noe som gjør det nesten umulig å oppnå storskala produksjon. I tillegg, på grunn av behovet for å balansere sikkerhet og andre faktorer, er det vanskelig å balansere produktkvalitet og kostnader, noe som resulterer i de nåværende høye produksjonskostnadene for 3D-biler.
For tiden er 3D-utskrift mer egnet for design og kjøretøyforskning og -utvikling, så vel som for produksjon av enkeltdeler og små partier, for eksempel produksjon av hele kjøretøyets slammodell, karosseri, chassis, synkronisator og gummideler.
Designmessig har 3D-utskriftsteknologi karakteristikken til rask prototyping, som gjør bilprodusentene i stand til å bruke den til forskning og utvikling av kroppsformdesign. Sammenlignet med tradisjonell manuell produksjon, kan 3D-utskrift oppnå mer nøyaktig konvertering fra tegninger til produkter, forkorte produksjonssyklusen og forbedre produksjonseffektiviteten i bildesignstadiet. I dag har mange bilprodusenter brukt 3D-utskrift på Mercedes Benz sine design.
Når det gjelder deler, kan 3D-utskrift også oppnå rask produksjon av komplekse formede produkter. I tradisjonell bilproduksjon er produktutvikling vanligvis en langvarig prosess. I prosessen med produktutvikling og testing er det også nødvendig å produsere noen former, noe som er både tidkrevende og kostbart. Hvis det er et problem, vil det også ta lang tid å endre komponentene. 3D-utskrift kan oppnå rask produksjon av komplekse formede deler. Hvis det oppdages problemer under inspeksjonsprosessen, må det bare gjøres endringer i 3D-dokumentet for å skrive det ut på nytt. Det kan sies at i fremtiden kan 3D-utskrift i stor grad redusere produksjonskostnadene for deler og forbedre produksjonseffektiviteten.
Integrasjonen av 3D-utskriftsteknologi og CNC-teknologi
Selv om 3D-utskrift har forenklet tradisjonelle komplekse produksjonsprosesser og løst problemer innen materialer, er det fortsatt mange presserende problemer som må løses for å utvide bruksomfanget. Samtidig er det også begrenset og påvirket av teknologisk utstyr, nye materialer, designprogramvare, kvalitet og sikkerhet, samt det offentlige miljøet.
I tillegg kan ikke 3D-printing erstatte tradisjonell CNC, da begge har sine egne styrker. Førstnevnte har høyere nøyaktighet enn sistnevnte, mens sistnevnte er mer kompleks enn CNC. Som et viktig supplement til tradisjonelle prosesser er ikke 3D-printing sin hovedfunksjon å erstatte, men å komplementere, så å kombinere det med CNC-teknologi er et godt valg.