Bílaframleiðsla er mikilvægt notkunarsvið 3D prentunartækni úr málmi. Frá hraðri framleiðslu á frumgerðum, sem flýtir fyrir skilvirkni rannsókna og þróunar nýrra bíla, til beinnar framleiðslu á litlum lotuhlutum, styttingu aðfangakeðjunnar og sparar kostnað, má lýsa þrívíddarprentun sem mikilvægri viðbótartækni í bílaiðnaðinum. Að auki geta einstakir kostir þrívíddarprentunar við framleiðslu á flóknum hlutum einfaldað fjölda bílahluta, dregið úr þyngd og sparað efni. Það má segja að þrívíddarprentunartækni hafi marga kosti fyrir bílaframleiðslu. Sem sagt, tæknin hefur hingað til ekki verið mikið notuð á þessu sviði. Það er vegna hæfileikans til að búa til hraðari, ódýrari og flóknari hluta -- þannig verða bílar framtíðarinnar smíðaðir.
Aukaframleiðsla í bílaiðnaðinum
Í bílaheiminum voru fyrstu notendur aukefnaframleiðslu ekki bílaframleiðendurnir sjálfir, heldur liðin sem þeir styrktu. Í áratugi hafa fyrirtæki frá Ford til Ferrari notað kappakstursbíla sem útungunarvélar til að prófa nýja tækni. Marga staðlaða eiginleikana í nýjum bílum núna - endurnýjandi hemlun í tvinnbílum, kveikja með þrýstihnappi og jafnvel speglar - má rekja til rætur þeirra. Sama regla á við um þrívíddarprentun, sérstaklega málmprentun. Formúlu 1 liðin, World Endurance Challenge kappakstursteymið, Formúlu E liðin og fleiri hafa öll upplifað af eigin raun ávinninginn af aukefnaframleiðslu – hröð endurtekning hönnunar, hröð frumgerð og létting íhluta – allt í boði til að bæta frammistöðu þína farartæki á brautinni.
Laser duft bed fusion er betri fyrir lítið magn, mikils virði forrit (SLM 3D prentun)
Mest notaða þrívíddarprentunarkerfið til þessa, leysirduftbeðsamruni, notar leysir til að bræða þunnt málmduft lag fyrir lag þar til hluturinn er tilbúinn. Þessi tækni getur framleitt málmhluta á fljótlegan og nákvæman hátt og hefur verið mikið notuð á sviði bílaframleiðslu á síðasta áratug. BMW, Ford, Volkswagen, Mercedes-Benz og önnur fyrirtæki hafa komið sér upp dæmigerðum tilfellum í notkun þessarar tækni og hafa náð fjöldaframleiðslu við ákveðnar aðstæður, en flestir hlutar sem taka þátt í þessum málum eru enn takmarkaðir við hágæða vörumerki , og heildarupphæðin er enn takmörkuð.
Ástæðan er enn óaðskiljanleg frá kröfum svæðisins um kostnað, efni og hraða. Laser duft bed samrunabúnaður krefst verulegrar fyrirframfjárfestingar — 1 milljón dollara eða meira fyrir allt kerfið — og framleiðir aðeins 1 tonn af hlutum á ári, sem er ekki nóg til að réttlæta kostnaðinn. Að auki, jafnvel þó að þrívíddarprentun geri framleiðslu málmhluta sveigjanlegri, er prentun aðeins fyrsta skrefið og röð eftirvinnsluferla eins og fjarlægingar stuðnings er krafist, sem eykur kostnað hlutans enn frekar.
Hingað til stafar úrval af mikilsverðum forritum á bílasviðinu af verulegum framleiðslukostum leysirduftsbræðslutækni - eiginleika samþættingar, mikillar nákvæmni og flókinnar framleiðslu. Til dæmis notaði General Motors skapandi hönnun og þrívíddarprentun til að sameina átta íhluti hefðbundinnar sætisfestingar bílsins í einn íhlut, Bugatti notaði þrívíddarprentunartækni til að framleiða nýja Chiron bremsuklossann og Porsche 3D prentaði álvél með röð af nýstárlega hönnun. Skeljarfrumgerðir, lotuprentaðar mjúktoppfestingar frá BMW fyrir i8 Roadster sportbílinn og fleira. Þessi tilfelli, hvort sem um er að ræða frumgerð eða lokanotkun, eru óaðskiljanleg frá einstökum framleiðslueiginleikum leysirduftsbræðslutækninnar. En það er líka eiginleiki að þessi forrit eru mjög takmörkuð, nánast öll tilheyra hágæða vörumerkjum og uppfylla sjaldan kröfur um lágmarkskostnað, fjöldaframleiðslu á þessu sviði.
Þrívíddar prentun úr málmi sem byggir á útpressu fyrir frumgerð (FDM 3D prentun)
Þrívíddarprentarar úr útpressuborði eru með skrifstofuvæna hönnun sem útilokar hættuna á ryki og leysigeisla og er auðveldari í notkun frá enda til enda lausn.
Fyrir notendur á fyrstu stigum nýrrar ökutækjahönnunar og -framleiðslu eru þrívíddarprentarar úr málmi 10 sinnum ódýrari en hefðbundinn búnaður fyrir duftrúm og auðvelt og fljótlegt að nota. Slík kerfi geta fljótt frumgerð fjölda hluta innanhúss, prófað mismunandi hugmyndir hratt og kannað nýja burðarmöguleika, sem sparar tíma og peninga í löngum og dýrum hönnunarlotum. Að lokum er hægt að kynna betri hönnun með lægri þróunarkostnaði og fyrirtæki geta farið hratt frá hönnun og sannprófun yfir í framleiðslu og flýtt fyrir markaðssetningu. Sveigjanlegur rekstur hjálpar einnig til við að draga úr kostnaði þar sem það dregur úr efnissóun og krefst ekki sérhæfðs starfsfólks til að stjórna vélinni.
Geómetrískt frelsi sem þrívíddarprentun veitir gerir framleiðendum einnig kleift að búa til hraðvirka frumgerð og kanna nýja stimplahönnun en útiloka þörfina á að útvista vinnu. Frumgerð hlutar á borðborðs málmprentara auðveldar einnig slétt umskipti yfir í magnframleiðslu, þar sem stórmagnskerfi eins og bindiefnisstraumur geta framleitt jafn flókna hönnun.
Binder jet metal 3D prentun hentar betur fyrir framleiðslu á stórum hluta (3DP tækni)
Mest áberandi eiginleiki bindiefnisstraumunarferlisins er að það getur náð fjöldaframleiðslu á þrívíddarprentun úr málmi. Verð búnaðar sem byggir á þessu ferli er lægra en hefðbundinna þrívíddarleysisprentara og prenthraðinn er tugum eða jafnvel hundruðum sinnum hærri en fjögurra leysir duftbræðslubúnaðar. Efnið sem notað er er hefðbundið MIM duft, sem er ódýrara en kúlulaga duft, og framleiðslukostnaður hluta er líka tugum sinnum lægri en leysir 3D prentaðir hlutar. Þess vegna fer bindiefnissprautunarferlið fram úr málm 3D prentun hvað varðar búnaðarkostnað, duftkostnað og prenthagkvæmni, jafnvel þó að frammistaða hluta þess sé aðeins lægri, en hefur samt sama stig og sprautumótaðir hlutar. Þess vegna er þessi tækni hentugri til að framkvæma framleiðslu á stórum hluta.
Byggt á ofangreindum kostum eru núverandi helstu bílaframleiðendur að flýta fyrir notkun þessarar tækni. Leiðandi þróunaraðilar á þrívíddarprentun á bindiefnissprautun úr málmi hafa tryggt sér samstarf við helstu vörumerki bílaiðnaðarins: Volkswagen vinnur virkt með HP, Ford notar einnig bindiefnisspraututækni ExOne til að framleiða bílavarahluti og Desktop Metal vann nýlega Þýskur bílaframleiðandi hefur unnið 7,9 milljón dollara samningur og iðnaðurinn veltir því fyrir sér að viðskiptavinurinn gæti verið BMW Group.
Fyrir hluta sem þarf að fjöldaframleiða er annar kostur við þrívíddarprentun úr bindiþota úr málmi enn meira áberandi - moldlaus framleiðsla. Tæknin útilokar þörfina fyrir mót, sem gerir verkfræðingum kleift að koma með þegar endurbætta hönnun - hvort sem það er með skrifborðsútpressun úr málmi 3D prentun eða hefðbundnum frumgerðaaðferðum - í fjöldaframleiðslu með bindi jet metal 3D prentun. Prenthraða sem er samkeppnishæf við hefðbundin stórframleiðsluferla, binder jet metal 3D prentun gerir kleift að framleiða þúsundir hluta í einu verki á verði og framleiðsluhraða sem getur keppt við ferla eins og steypu, smíða og vinnslu. Þessi hraði, ásamt notkun ódýrs MIM-dufts og auðveldrar eftirvinnslu, gerir ferlinu kleift að framleiða hluta sem geta kostað allt að 20 sinnum minna á hvern hluta en önnur þrívíddarprentunarferli og gera aukefnaframleiðslu að raunhæfum valkosti fyrir steypu, smíða og vinnslu. Raunhæfur kostur.
Framfarir í þrívíddarprentunartækni hafa skapað ný tækifæri á hverju stigi lífsferils bílaframleiðslunnar - allt frá hagnýtum frumgerðum til framleiðslu í meðallagi til eftirmarkaðs og varahluta. Og flest þessara tækifæra tengjast framleiðsluhraða og flóknum hluta, eða hvort tveggja. Vegna þess að það er ekki takmarkað af hefðbundinni framleiðslu, gerir þrívíddarprentun hönnuðum og verkfræðingum kleift að fara inn í mikið nýtt hönnunarrými og búa til sífellt flóknari hluta.
Þegar bjartsýni hlutarnir standa frammi fyrir fjöldaframleiðslu, verða efni, mótun skilvirkni og verð takmarkandi þættirnir sem koma í veg fyrir útbreidda beitingu 3D prentunartækni og kostirnir geta ekki endurspeglast. Þróun nýrrar tækni hefur brotið niður þessar hindranir og gert kleift að framkvæma hagkvæmt mannvirki í stórum stíl og á skilvirkara og hagkvæmara formi.