Автодетали на 3d принтере: бампер, фары и запчасти для авто

5 способов, которыми 3D-печать меняет автомобильную промышленность / Хабр

Источник all3dp.com

Статья с сайта formlabs.com адаптирована и дополнена для вас Top 3D Shop.

В автосалоне пока нельзя купить полностью 3D-печатный автомобиль, но аддитивные технологии уже много лет используются при разработке автомашин. С каждым годом, особенно в последнее время, 3D-печать занимает все более важное место на всех этапах производства. Об этом свидетельствует быстрый рост доли рынка 3D-печати в автомобильном производстве, которая, согласно прогнозам, достигнет 2,5 млрд. долларов к 2023 году.

Например, компании, производящие автомобили класса люкс, в том числе Bentley, Porsche, BMW и Ferrari, используют 3D-печать для создания кастомизированных деталей интерьера авто. GM, Volvo, Ford используют 3D-печать для производства оснастки, чтобы сэкономить деньги, улучшить дизайн и сократить сроки поставки.

Источник 3dprinting.com

У 3D-печати постоянно появляются новые возможности, она становится все более доступной. Если первые 3D-принтеры стоили около 20 тыс. долларов, сейчас можно найти 3D-оборудование за 100 долларов. Теперь компании могут, с помощью аддитивных технологий, производить необходимые комплектующие непосредственно на собственных предприятиях и не зависеть от поставщиков.

Новыми материалами на 3D-принтерах можно печатать высокоточные, функциональные конечные детали. Аддитивные технологии облегчают процесс производства нестандартных изделий и повышают производительность.

Но это только начало пути. Далее расскажем о пяти ключевых способах, которыми 3D-печать стимулирует инновации в автомобильной промышленности, начиная от конструирования автомобиля до его производства. Плюс один бонус.

1. Изменение процесса прототипирования

Именно с изготовления прототипов началось применение 3D-принтеров в автомобильной промышленности. На 3D-печатные прототипы тратили куда меньше времени, чем его требовали традиционные методы.

С помощью 3D-принтеров Raise3D и программы ideaMaker компания Crazy Grandpa Garage смогла автоматизировать процесс создания кастомных деталей авто. Стоимость производства снизилась на 50%, надежность конструкции значительно повысилась, срок выполнения работ сократился на 83%. Детали теперь получаются очень хорошо подогнанными к автомобилю.

Источник: facebook.com

С помощью 3D-печати конструкторы автомобилей могут быстро создавать прототипы отдельных деталей или агрегатов, от детали интерьера до приборной панели, или даже полноразмерные модели авто. Благодаря 3D-прототипированию, начальная идея стремительно превращается в физическое воплощение концепции — концептуальную модель. Затем концепция может быть развита до изготовления полнофункциональных прототипов высокой точности, а после нескольких этапов проверки начинается массовое производство. Для автомобильной промышленности быстрое прохождение этих этапов жизненно необходимо, весь простой автомобильной производственной линии всего лишь в течение часа обходится компании очень дорого.

Например, сборочный завод американского производителя автомобилей General Motors утверждает, что благодаря приобретению 3D-принтера в 2016 году удалось сэкономить более 300 000 долларов США.

Применяя лазерную стереолитографию (SLA) на своем предприятии, дизайнеры и инженеры Ringbrothers не зависят от сторонних организаций. Стоимость снижается, время на разработку сокращается. Источник: formlabs.com

Патрубки для BMW M4 производства Eventuri, Источник: ultimaker.com

Традиционное прототипирование занимало много времени и обходилось дорого, в частности потому, что продукт проходил больше итераций. С 3D-печатью можно создать качественные прототипы за один день и при гораздо меньших затратах. Еще примеры.

The Ford Fiesta ST с 3D-печатными деталями, выст. SEMA 2016, ultimaker.com

Так, General Motors заключила партнерское соглашение с Autodesk по производству недорогих и легких деталей для автомобилей с использованием 3D-принтеров. По данным Autodesk, инструменты, приспособления и фитинги теперь можно производить за небольшую часть стоимости. Например, 3D-печатный инструмент, используемый для выравнивания идентификационных номеров двигателя и коробки передач, стоит меньше 3 долларов США в General Motors. Традиционно произведенный инструмент обойдется в 3000 долларов. Кроме того, время простоя из-за неисправного инструмента может быть значительно сокращено, поскольку новые инструменты производятся на месте.

2. Создание нестандартных и сложных деталей

Daihatsu, самый старый производитель автомобилей в Японии, в 2016 году запустил проект, позволяющий кастомизировать свою модель Copen.

Источник: 3dprint.com

В сотрудничестве со Stratasys клиенты Daihatsu могут проектировать и заказывать индивидуальные 3D-печатные панели для своих передних и задних бамперов с возможностью выбора из более чем 15 базовых рисунков в 10 различных цветах.

Источник: 3dprint.com

В Европе бренд BMW MINI также использует 3D-печать для создания персонализированных автомобильных деталей. С начала 2018 года клиенты MINI могут персонализировать различные элементы отделки, такие как приборная панель, светодиодные накладки на пороги и выступы с подсветкой, а также выбирать различные цвета и текстуры. Эти детали затем печатаются в 3D с использованием ряда технологий, от DLS Carbon до SLS.

Источник: formlabs.com

Гоночный автомобиль Volkswagen Motorsport’s I.D. R Pikes Peak разработан с использованием более 2000 3D-печатных деталей для испытаний.

Источник amfg.ai

Применение 3D-принтеров дает возможность экспериментировать при разработке нестандартных конструкций, снижает расходы на их производство. Длительные производственные процессы создания продукции по индивидуальному заказу становятся гораздо короче.

В Ringbrothers используют 3D-печать для создания конечных деталей по индивидуальному заказу, например — вентиляционных решеток. Источник: formlabs.com

Крупные компании объединяют технологии 3D-печати и традиционные методы производства. Фольксваген воссоздал свой культовый Microbus 1962 года, заменив бензиновый двигатель на электрический, мощностью в 120 л.с. Для концептуального электрического минивэна Type 20 придумали множество усовершенствований, используя 3D-печатные детали. В числе таких улучшений — литые алюминиевые диски. Даже колпаки на диск колеса, хоть и выглядят как штампованные стальные, на самом деле напечатаны на SLA 3D-принтере от Formlabs, затем на них нанесли гальваническое покрытие и отполировали.

Источник: formlabs.com

Характеристики SLA 3D-принтера Formlabs Form 2

Источник top3dshop.ru

Bentley Speed 6 — еще один пример. В Bentley использовали передовую технологию 3D-принтеров по металлу, чтобы изготовить решетку радиатора, боковые вентиляционные отверстия, дверные ручки и выхлопные трубы гораздо более сложные, чем используются в нынешних серийных моделях.

Bentley использовал 3D-печать металлом для создания сложных деталей, имеющих микронную точность. Источник: formlabs.com

Источник: youtube.com

3D-печать также позволила создавать детали, которые невозможно было изготовить никаким другим способом.

Яркий пример — моноблочный суппорт тормоза от Bugatti. Для некоторых компонентов Bugatti предпочел бы титан, из-за его высоких эксплуатационных характеристик, но обработка этого металла традиционными методами дорогая и сложная. 3D-печать позволила Bugatti изготовить тормозной суппорт из титанового сплава. За счет тонких стенок суппорт получился очень легким — почти в два раз легче кованого алюминиевого. При этом по прочности 3D-печатный моноблок превосходит алюминиевый. 3D-печатный моноблок из титана имеет предел прочности на разрыв 1250 Н / мм2. Это означает, что на квадратный миллиметр этого титанового сплава будет приложено усилие чуть более 125 кг без разрыва материала. Новый титановый суппорт длиной 41 см, шириной 21 см и высотой 13,6 см весит всего 2,9 кг по сравнению с используемым в настоящее время алюминиевым, который весит 4,9 кг.

Источник: youtube.com

Тормозной моноблок от Bugatti — самый крупный в отрасли функциональный 3D-печатной титановый компонент для автомобиля. Источник: formlabs. com

3. Изготовление инструментов и приспособлений

Различные приспособления помогают облегчить и ускорить производственные и сборочные процессы, повысить безопасность работников. Автомобильные заводы и поставщики комплектующих используют большое количество нестандартной оснастки, которая специально разрабатывается и оптимизируется для конечного использования. В результате, делается много нестандартного оборудования и инструментов, из-за этого увеличиваются затраты на производство.

Этот 3D-диск с защитным колесом был приобретен за 800 евро, но теперь его можно распечатать всего за 21 евро. Время разработки инструмента сократилось с 56 до 10 дней.

Источник: ultimaker.com

Если поручать изготовление нестандартных инструментов и приспособлений поставщикам услуг, которые изготавливают детали на станках из цельной металлической или пластиковой заготовки, это может на несколько недель задержать производство.

Так, разработка и создание прототипа коллекторного двигателя методами традиционного производства может занять до четырех месяцев и стоить около полумиллиона долларов. Благодаря 3D-печати компания Ford смогла разработать несколько вариантов всего за 4 дня и на 99,4% дешевле — всего за 3000 долларов.

Источник: youtube.com

Аддитивные технологии позволяют выполнить задачу за несколько часов и значительно сократить расходы, по сравнению с заказом на стороннем предприятии. Поскольку увеличение сложности 3D-печатной модели не влечет за собой дополнительных затрат, изделия можно лучше оптимизировать для их применения. Новые упругие материалы для 3D-печати во многих случаях позволяют печатать пластиковые детали вместо металлических или создавать на 3D-принтере прототипы, чтобы протестировать инструмент перед тем, как использовать его в работе

Постепенно производство 3D-печатных вспомогательных приспособлений и инструментов становится одной из самых больших областей применения аддитивных технологий.

Pankl Racing Systems использует 3D-печатные приспособления для крепления обрабатываемых деталей к ленте конвейера. Источник: formlabs.com

Например, компания Pankl Racing Systems использует комплекс из нескольких SLA 3D-принтеров Formlabs для изготовления важных производственных инструментов. При многоэтапном изготовлении деталей для коробок передач на автоматических токарных станках требуется серия приспособлений и инструментов, разработанных для каждой конкретной детали.

С помощью 3D-печати инженерам Pankl удалось сократить время на изготовление вспомогательных средств на 90% — с 2–3 недель примерно до 20 часов. Расходы тоже сократились на 80–90%, удалось сэкономить 150 000 долларов.

Переход на 3D-печать позволил Volkswagen Autoeuropa сократить расходы на разработку оснастки на 91% и сократить время ее изготовления на 95%.

4. Решение проблем с запчастями

Запасные части всегда представляли проблему для автомобильной промышленности. Спрос на них то есть, то нет, поэтому производство запчастей экономически довольно невыгодно, и хранение заранее изготовленных сменных компонентов тоже требует затрат. Но если нет доступных деталей для ремонта, возникают сложности, и основная продукция становится менее ценной.

3D-печать могла бы во многом решить проблему запчастей в автомобильной промышленности. Главными факторами являются печатные материалы, которые могут соответствовать характеристикам традиционных материалов, используемых в деталях, и быть рентабельными. К этому есть предпосылки.

С использованием систем автоматизированного проектирования чертежи всех деталей можно хранить в цифровом виде, поэтому не нужно будет хранить сами запчасти. Нужные клиенту детали можно будет печатать на 3D-принтере прямо в мастерской.

Даже устаревшие детали, чертежей которых не сохранилось, в принципе можно создать заново, сделав 3D-сканирование существующих деталей такого типа и применив обратную разработку (реверс-инжиниринг). Подробнее об этом можно почитать в нашем блоге. Старые проекты могут зажить новой жизнью. Есть немало любителей старинных автомобилей, с помощью 3D-печати можно было бы создавать запчасти и для них.

Компания Ringbrother с помощью 3D-печати воспроизвела эмблему Cadillac для собранного на заказ старого автомобиля. Источник: formlabs.com

5. Производство стандартных деталей

По мере того, как 3D-принтеры и материалы для 3D-печати будут становиться доступнее, возможен постепенный переход к производству серийных автомобильных деталей с помощью аддитивных технологий.

3D-печать дает возможность объединения компонентов в единое целое. Допустим, есть механизм, собранный из шести или семи автомобильных деталей, которые можно объединить в одну печатную деталь. Будет сэкономлено время и затраты на сборку. При 3D-печати также возможно уменьшить вес объединенного узла, в результате автомобиль будет эффективнее использовать горючее.

В компании 3D Systems спроектировали усовершенствованную выхлопную трубу для спортивного мотоцикла. На изображении ниже вы увидите 20 деталей из листового металла и гидроформованных деталей, необходимых для сборки оригинальной выхлопной трубы. Справа — монолитная выхлопная труба, которая не требует сборки, изготовленная с использованием металлической 3D-печати.

Источник designnews.com

3D-печатная труба произведена с использованием титана марки Grade23 всего за 23 часа, для ее традиционного производства потребовались бы три недели. Время разработки дизайна сокращено с 6 недель до 6 дней. Аддитивная технология также устраняет необходимость в оснастке, креплениях, многократной сварке и нескольких проверках.

Оптимизация геометрии позволила сократить количество материала, необходимого для максимальной производительности. Все элементы оригинальной выхлопной трубы включены в новый дизайн и, при печати с типичной толщиной стенки 0,5 мм, 3D-печатная выхлопная труба примерно на 25% легче, чем оригинальная.

Широкий выбор материалов для 3D-печати начинает соответствовать требованиям различных компонентов автомобиля. Поскольку аддитивные методы снижают затраты по сравнению с традиционными (такими как, формовка и литье под давлением), то с производственной и финансовой точек зрения есть большой смысл для дальнейшего внедрения 3D-печати в производство основных деталей.

Volkswagen, один из крупнейших и самых инновационных производителей автомобилей в мире, применяет 3D-принтер HP Metal Jet для производства высокопроизводительных функциональных деталей с особыми конструктивными требованиями, таких как ручки переключения передач и крепления зеркал. Долгосрочные планы Volkswagen по сотрудничеству с HP включают ускорение процессов производства массово настраиваемых деталей, таких как кольца для ключей и внешние таблички с названиями.

Источник: youtube.com

+1. 3D-печатные автомобили

Хотя автомобили, напечатанные на 3D-принтере целиком, пока не вышли на рынок, по некоторым интересным проектам и концептам можно судить о возможном направлении развития автомобилестроения.

Light Cocoon. Немецкую инжиниринговую фирму EDAG на создание 3D-печатной несущей конструкции автомобиля-концепта Light Cocoon (“Кокон света”) явно вдохновила природа. Каркас напоминает прожилки листа дерева или его ветки. Несмотря на то, что на конструкцию EDAG ушло меньше материала, чем на обычную раму, все прочностные требования, предъявляемые к конструктивно значимым компонентам, выполнены. Снаружи корпус обтянут легкой и прочной водонепроницаемой тканью.

Покрытие защищает EDAG Light Cocoon от непогоды и придает автомобилю неповторимую индивидуальность. Источник: formlabs.com

Blade. Blade («Лезвие») анонсировали, как «первый в мире 3D-печатный суперкар». Он соответствует стандартам суперкаров, но сделан из недорогих материалов: карбоновых трубок и алюминиевых стержней, в сочетании с напечатанными на 3D-принтере металлическими деталями. Blade получился очень легким и собирать его совсем недолго.

Первый в мире 3D-печатный суперкар Blade. Источник: formlabs.com

Strati. Американская компания Local Motors напечатала на 3D-принтере и собрала электромобиль Strati прямо на выставочном стенде, всего за 44 часа. Напечатано было большинство составляющих — кузов, сиденья, части салона. Автомобиль состоит из менее чем 50 узлов — несравнимо меньше тех тысяч деталей, которые идут на традиционный автомобиль. Компания намеревается сократить срок печати до 10 часов.

Strati от Local Motors состоит менее, чем из 50 отдельных частей*. Источник: formlabs.com

LSEV. Разработанный итальянской компанией XEV, LSEV может стать первой ласточкой на рынке 3D-печатных электромобилей, когда появится в продаже. На 3D-принтере напечатаны шасси, сиденья, ветровое стекло и все видимые части LSEV. Благодаря активному использованию 3D-печати удалось сократить количество компонентов с 2000 всего до 57, в результате чего получилась очень легкая конструкция. Электрокар весит всего 450 кг.

LSEV — первый 3D-печатный электромобиль, который должен появиться на рынке в 2020 году. Источник: formlabs.com

Хотя большинство этих и многих других проектов 3D-печатных автомашин остаются на стадии концептов, поразительна степень проникновения 3D-печати в различные области автомобильной промышленности. В одних случаях аддитивные технологии предоставляют новые возможности для дизайна и производства, в других — снижают производственные затраты и экономят время.

Читайте также:
Изготовление гоночного болида на 3D-принтерах и ЧПУ-станках
3D-сканирование автомобилей в тюнинге и ремонте

Напечатанные детали: смогут ли автозапчасти из 3D-принтера вытеснить традиционные?

На дворе 21 век – технический прогресс в сфере автомобилестроения шагает вперед семимильными шагами и подстраивает мир производства автозапчастей под себя. Еще 30 лет назад мы и представить себе не могли, что сможем заказывать детали для машин через интернет и подбирать их онлайн за считанные минуты, а сегодня уже нашли в этом массу недостатков. Детали нередко оказываются не такими, как мы ожидаем, попадаются запчасти плохого качества, подделки. Помимо этого, часто приходится подолгу ждать заказ или пока нужный товар появится у продавца и т.д.

Но эта ситуация в скором времени изменится благодаря такому изобретению, как 3D-принтер. Наверняка многие уже слышали о технологии 3Д печати, так вот – сегодня она уже успешно применяется для создания автодеталей из пластика и металла. Но если пластиковые детали массово печатаются уже давно, то в недалеком прошлом на заводах автомобильного концерна Daimler-Benz 3D-печать использовалась для промышленного производства металлических запчастей, и сегодня таким методом там производятся корпуса термостатов.

Оказалось, что новая технология гораздо эффективнее традиционной, так как деталь не требует дополнительной обработки, а соответственно, временные и финансовые затраты на ее производство сокращаются. Кажется, в скором времени технология станет более доступной и будет использоваться повсеместно, поэтому мы решили подробнее обсудить этот вопрос.

Как работает технология?

Принцип работы 3D-принтера состоит в создании объемного объекта путем многократного наслаивания материала. Для того, чтобы получить нужную форму, необходимо построить компьютерную модель будущей детали. Нужны узкоспециализированные знания и соответствующее программное обеспечение. Созданная на компьютере модель – это своеобразная выкройка, она служит основой для создания готового продукта.

Таким образом можно изготавливать новые запчасти с усовершенствованиями и модификациями, на основе старых деталей, главное, чтоб был их чертеж. Однако с помощью 3Д-сканирования можно быстро и просто воссоздать компьютерную модель детали по существующей запчасти или ее части. Применяя технологию, можно добавлять или удалять какие-то элементы детали, усиливать слабые места и т.д.

Получается, что 3D-технологии помогут упростить производство, ведь множество дополнительных шагов, применяемых при традиционных методах (в частности, литье и механическая обработка), будут пропущены. Это означает, что при таком производстве себестоимость детали может быть даже ниже, чем при традиционном. И вот мы плавно подошли к вопросу цены.

Будут ли напечатанные детали выгоднее в цене?

Технология 3Д-печати еще не нашла широкое применение на современном авторынке, поэтому ее стоимость изначально гораздо выше традиционной. Однако, с развитием такого метода, он становится все дешевле. И в настоящее время цена такой печати стремительно приближается к общедоступной.

Чем же это выгоднее традиционного метода изготовления автозапчастей?

Во-первых, как мы уже сказали, пропускаются некоторые шаги на производстве. Литье и механическая обработка требуют дополнительных времени и средств. А трехмерная печать все упрощает.

Во-вторых, при традиционном изготовлении на конечную стоимость детали влияет очень много факторов: себестоимость, ожидаемая маржа, различные расходы на логистику, хранение. Цена растет. Выгодным традиционное производство может быть при больших объемах выпуска. Но остаются ниши, где гораздо эффективнее производить небольшое количество деталей «здесь и сейчас».

Все, что нужно будет для такого производства:

• Материал,
• Принтер,
• Компьютерная 3D модель детали.

В жизнь воплощается идеальная схема – из чертежа сразу в готовое изделие. Создание пластиковых или тонкостенных деталей из металла на принтере также получается выгоднее, чем их отливка. 3D-технологии способны полностью перевернуть привычное виденье процесса изготовления автодеталей.

Минимальные затраты на производство и низкий процент потери сплава делает трехмерную печать очень выгодной, даже несмотря на то что сплавы используются дороже, чем в традиционном варианте. Готовая деталь получается дешевле, но по своим характеристикам такая же, как обычная, или даже лучше – зависит от технологии.

Какие материалы используются для 3Д печати?

Конечно, больше всего на 3D принтерах сегодня создают пластиковые детали. Но в разных сферах используются самые разнообразные сплавы металлов и даже некоторые виды бетона. В области автомобилестроения, конечно, самые интересные материалы – это пластик и металл: сталь, алюминий, медь.

Рассмотрим все металлы, которые сегодня успешно используются для трехмерной печати.

Титан

Это один из самых популярных металлов в 3D печати, так как отличается высокой прочностью. Является особенно востребованным в области создания протезов, а также космической и авиапромышленности. Именно эти сферы являются самыми прогрессивными в плане применения этой технологии.

Нержавеющая сталь

Этот материал отлично подходит для 3Д печати. По сравнению с цветными металлами, он выгодный в цене, хоть и остается дороже дешевой стали. Это очень прочный металл, благодаря чему он активно используется в самых разных сферах.

Алюминий

Дает возможность создавать легкие, стойкие к коррозии детали. Он легкий в обработке, дешевый, поэтому активно набирает популярность в качестве материала для трехмерной печати. Важно, что с ним работают недорогие принтеры, которые на сегодняшний день доступны многим малым предприятиям. Единственный его минус – взрывоопасность в виде порошка.

Кобальт-хром и инконель

Такие сплавы имеют узкую специализацию. Они созданы для принтеров, которые используются в сфере стоматологии, медицины, а также в аэрокосмической области. Появляются новые специальные материалы, так как технологии 3Д печати развиваются и предоставляют возможности для разных сфер бизнеса.

Медь, золото, серебро

Распространены в ювелирной сфере. Медь и серебро используются в области электроники.

Технологии для 3D печати автодеталей

Существует несколько технологий. Каждая из них имеет разный принцип работы, стоимость и дает разное качество деталей на выходе. Но все они успешно применяются в современном автомобилестроении.

EBM и DED

Наиболее часто используемые технологии в массовом производстве. Они же являются и самыми дорогими. EBM означает Electron Beam Melting – электронно-лучевая плавка. Во время этого процесса металлический порошок поддается воздействию управляемого пучка электронов. Этот поток расплавляет порошок четко по контуру модели, таким образом формируя деталь.

DED означает Directed Energy Deposition и переводится как «прямое осаждение». При этой технологии строительный материал (металлический порошок) и энергия для его сплавления подаются одновременно к месту построения модели. В качестве энергии выступает лазерный или электронный луч.

Чего можно добиться, используя эти технологии:

• Высокая прочность деталей;
• Качество металла лучше, чем при литье;
• Идеальная однородная структура;
• Высокая точность изготовления;
• Возможность создавать деталь с нуля или восстанавливать существующую;
• Возможность менять и модифицировать изделие.

SLM и SLS

Аббревиатура SLM расшифровывается как selective laser melting, что в переводе означает «выборочное лазерное плавление». Эта технология используется более широко, хотя по сравнению с предыдущими двумя и является менее точной.

Интересный факт: в компании Mercedes-Benz по этой технологии изготавливают многие запчасти. Более того, автоконцерн планирует таким образом создавать детали не только для новых моделей авто, но и для уже существующих линеек. Таким образом, заменяя старые запчасти для иномарок, вы получаете оригинал, созданный по новейшей методике.

SLS, или selective laser sintering – это та же технология, только используется она для деталей из пластика и переводится как «лазерное спекание».

Обе технологии работают по одинаковому принципу: послойное расплавление порошка под воздействием лазерного луча. Что получается на выходе:

• Однородный состав детали;
• Механические характеристики, как при литье;
• Высокая точность геометрически сложных деталей.

DMLS

Direct Metal Laser Sintering, что означает «прямое лазерное спекание металлов». Лазер воздействует на металлический порошок, слой которого разравнивается в рабочей камере, расплавляя его и создавая необходимую геометрическую форму. Затем подается следующий слой порошка, он расплавляется, соединяясь с предыдущим. Так слой за слоем происходит создание детали. Нерасплавленный порошок остается в камере, его затем можно собрать и использовать заново, что делает технологию безотходной.

Преимущества:

• Позволяет создавать геометрически очень сложные запчасти;
• Возможно изготавливать несколько деталей одновременно;
• Высокая точность готовых изделий;
• Нет необходимости строить опоры для нависающих элементов – ее роль выполняет неизрасходованный порошок в камере;
• Процесс занимает меньше времени, если сравнивать с предыдущими технологиями.

По такой технологии построены некоторые детали в двигателе Super Draco от компании Илона Маска. В качестве материала был использован порошок сплава инконель.

Binder Jetting (DoP)

Также известная как Drop on Powder (дословный перевод – падение на порошок). Ее принцип работы существенно отличается от перечисленных выше. Тонкие слои порошка соединяются между собой специальным связующим веществом, то есть частицы материала просто склеиваются.

Эта 3D печать гораздо дешевле и подходит для небольших объемов производства. Эффективна не только в работе с металлами и пластиком, но и, например, с гипсом и песком. Чтобы соединить все металлические частицы воедино, их можно «пропечь» после создания.

Естественно, качество детали будет ниже, но зато технология недорогая и позволяет создавать детали из композитных материалов.

Подведем итоги

Очевидно, что 3D-печать сегодня активно развивается и проникла в автомобильную сферу. Если уже сегодня автозапчасти можно просто «распечатать», то в ближайшем будущем рынок запчастей очень изменится. Ведь технологии позволяют быстро и выгодно изготовить любой компонент, из практически любого материала, без ограничений по форме и размеру. При этом деталь будет абсолютно идентична оригинальной.

Вполне возможно, что скоро все мы при выборе деталей будем обращать внимание не только на ее качество и производителя, но и на то, из какого металла был сделан порошок для ее изготовления и какой 3Д принтер использовался.

Как печатать запасные части автомобиля на 3D-принтере [Руководство 2022 года]

Если вы хотите создать свои собственные автомобильные детали, вы можете сделать это с легкостью. Вот руководство о том, как очень дешево напечатать сменные автомобильные детали на 3D-принтере.

Джастин Эванс

26 мая 2022 г.

По мере того, как технология 3D-печати становится все более популярной, как любители, так и лидеры автомобильной промышленности начинают 3D-печать автомобильных деталей в качестве альтернативы дорогостоящему ремонту и производству.

Это может показаться невероятным людям за пределами 3D-печати, но это правда. 3D-принтеры могут создавать все виды автомобильных деталей, и они работают так же хорошо, как детали, изготовленные традиционным способом.

Есть множество причин, по которым люди это делают. Они могут захотеть персонализировать свой автомобиль, сделать его легче или просто быстро заменить деталь, не переплачивая за нее.

Для тех, кто хочет разобраться, это намного проще, чем кажется.

СодержаниеПоказать

Какие детали можно изготовить с помощью 3D-принтеров?

Существует несколько типов деталей, для изготовления которых можно использовать 3D-печать:

• Косметическая индивидуализация (зеркала заднего вида, подстаканники, нестандартные рамы)
• Мелкие детали (крышки, клапаны, специальные детали)
• Крупные детали (решетки, приборные панели)

Хотя с помощью 3D-печати можно изготавливать мощные детали (например, из углеродного волокна), ее не рекомендуется использовать для изготовления внутренних деталей автомобиля. Эти детали должны иметь дело с чрезмерным нагревом или давлением и требуют специального производственного процесса.

Пока вы держите в уме деталь, предполагаемый материал и то, для чего эта деталь используется, небо является пределом того, что вы можете создать.

Какие типы 3D-принтеров лучше всего подходят для 3D-печати автомобильных деталей?

При 3D-печати автомобильных деталей идеальный принтер может различаться в зависимости от того, что вы пытаетесь напечатать.

Для большинства задач подойдет недорогой базовый принтер. Многие автомобильные детали маленькие и простые, и для их подъема не требуется тяжелая машина.

Если вы планируете печатать более сложные детали или хотите нанести замысловатую гравировку на свои индивидуальные детали, вы можете использовать модель более высокого класса, которая может с этим справиться.

Какие материалы следует использовать?

Существует множество материалов, которые можно использовать для 3D-печати деталей автомобиля, но практическое правило заключается в том, что они должны быть прочными, легкими и гибкими.

Несколько выдающихся материалов:

• ТПУ (амортизирующий, гибкий и прочный)
• Полипропилен (идеально подходит для воздушных и жидкостных систем)
• Нейлон PA11 (идеально подходит, если вы беспокоитесь об устойчивости)
• Полиамид 6 (термостойкий)

Какой материал вы используете, полностью зависит от того, какую деталь вы хотите изготовить, поэтому всегда проявляйте должную осмотрительность и исследуйте, какие материалы лучше всего подходят для каждой детали, прежде чем приступить к печати.

Как вы относитесь к 3D-печати автомобильных деталей?

3D-печать автомобильных деталей кажется сложной, но если разобраться, это простой процесс, требующий всего нескольких шагов.

Изготовить или найти масштабную модель

Это самый важный этап всего процесса. Высококачественная 3D-печатная деталь автомобиля зависит от использования надлежащего материала и создания ее на основе хорошей модели.

Масштабную модель можно настроить одним из двух способов. Вы можете сделать модель самостоятельно с помощью 3D-моделлера или найти модель в Интернете. Если вы не уверены в своих навыках 3D-моделирования, лучше найти онлайн-модель, чем делать ее самостоятельно.

Многие веб-сайты предлагают 3D-модели деталей, которые можно загрузить и использовать на 3D-принтере. Убедитесь, что модель из надежного источника для достижения наилучших результатов.

Выберите материал

После выбора модели следующим шагом будет выбор материала, который вы хотите использовать. Это будет полностью зависеть от того, какую часть вы делаете, и ваших конкретных потребностей.

Помните, что материалы не являются универсальным решением. Убедитесь, что выбранный вами материал соответствует назначению вашей детали (например, термостойкость или гибкость). Если вы сделаете деталь из неподходящего материала и установите ее, она может сломаться или повредить ваш автомобиль.

Кроме того, имейте в виду, что если вы теоретически можете изготавливать детали двигателя с помощью 3D-печати, это не значит, что вы должны это делать.

Распечатайте деталь

После того, как у вас есть модель и материал, пришло время изготовить деталь. Убедитесь, что параметры установлены так, как вы хотите, и перепроверьте все перед печатью. Следуйте инструкциям для вашего конкретного принтера.

Последние штрихи

После того, как ваша часть напечатана, пришло время добавить последние штрихи. Это когда вы рисуете любые мелкие детали, например, цифры на ручке, или покрываете деталь другим материалом для лучшей отделки.

Вы также должны использовать это время, чтобы проверить деталь и убедиться, что все соответствует стандарту. Если есть какие-либо дефекты или проблемы с деталью, вам нужно будет начать все сначала.

Установка детали

После печати детали пришло время ее установить. Это просто для такой детали, как подстаканник или ручка — просто вставьте ее и посмотрите, подходит ли она.

Если вы напечатали на 3D-принтере такую ​​деталь, как решетка радиатора или приборная панель, попробуйте сначала пройти тест-драйв и посмотреть, как она выдержит стресс-тест. Если кажется, что он плохо держится, пришло время вернуться к чертежной доске.

Что делать, если вы не хотите делать это самостоятельно?

Иногда 3D-печать автомобильных деталей доступна не всем. Человек может захотеть распечатать деталь на 3D-принтере, но у него нет доступа к принтеру или он не уверен в своих навыках 3D-моделирования.

В этом случае вы можете подумать о найме предприятия, которое специализируется на 3D-печати автомобильных деталей. Обязательно ознакомьтесь с расценками, выбором и отзывами компании перед совершением сделки.

Заключение

3D-печать автозапчастей — это простой способ настроить и отремонтировать свой автомобиль без больших затрат. При наличии правильной модели, материалов и большого терпения 3D-печать ваших собственных деталей — это надежный способ позаботиться о своем автомобиле и сделать его своим.

Нет никаких ограничений в том, что можно сделать с помощью 3D-печати, независимо от того, делаете ли вы это сами или нанимаете кого-то другого, чтобы сделать детали для вас.

Все о 3D-печати в автомобильной промышленности

Автомобильная промышленность прошла долгий путь со времен ручной сборки автомобилей. Автомобильный сектор, одна из передовых отраслей в мире, также был одним из первых, кто начал использовать 3D-печатные автомобильные детали.

Однако промышленность не начала использовать 3D-печать для изготовления деталей за одну ночь. Первоначально это началось с использования аддитивных технологий для создания прототипов автомобилей и концепций дизайна. Однако производители осознали, что технология производства может дать гораздо больше. Это привело к более серьезным инвестициям в понимание процесса.

Поскольку 3D-печать автомобильных деталей стала обычным явлением, в этой статье будет проанализировано, как этот процесс переплетается с производством автомобильных деталей.

Какие автозапчасти можно распечатать?

Вы можете использовать 3D-печать для производства большинства автозапчастей. Это зависит только от типа 3D-принтера, к которому у вас есть доступ. Например, Koenigsegg, производитель гиперкаров, использует напечатанные на 3D-принтере автомобильные детали, такие как титановые наконечники выхлопных газов. Это определенно не то, что вы можете сделать на мелком принтере. Однако, если ваша банковская выписка достаточно сильна, чтобы купить несколько сверхмощных принтеров, вы можете исчерпать свое воображение, напечатав на 3D-принтере различные автомобильные детали.

Более того, вы также можете напечатать интересные детали для своего автомобиля даже на небольшом принтере. Пока деталь не подвергается воздействию высокой температуры или давления, вы можете печатать различные детали автомобиля. Вы даже можете напечатать различные инновационные аксессуары для своего автомобиля, например, держатель для смартфона.

Теперь вернемся к большим пушкам. Многие крупные производители автомобилей используют в своем производстве автомобильные детали, напечатанные на 3D-принтере. Примеры включают Bentley, который использует 3D-печать для таких деталей, как боковые вентиляционные отверстия, выхлопные трубы и боковые вентиляционные отверстия. BMW также использует 3D-печать для изготовления компонентов механизма складывания крыши своего родстера i8.

Некоторые используют технологию аддитивного производства для производства оборудования для сборки автомобилей, например, Volkswagen. Его широкий потенциал применения является одним из свойств, которое делает 3D-печать вполне подходящей для автомобильной промышленности. В следующем разделе будет показано, почему 3D-печать в автомобильной промышленности получила такое широкое распространение.

Как 3D-печать влияет на автомобильную промышленность?

Хотя автомобилей, полностью напечатанных на 3D-принтере, еще не существует, нельзя недооценивать влияние 3D-печати на автомобилестроение. Это удешевило и ускорило производственный процесс. Помимо его стоимости и временных последствий, мы объяснили некоторые другие его последствия ниже:

Производство запасных частей

Автомобили состоят из множества деталей, некоторые из которых даже не производятся компанией-производителем. Понятно, почему эти компании не будут производить некоторые детали, поскольку спрос не так высок. Даже если они производят эти детали, это только замедляет время цикла производственного процесса.

Однако вы можете производить необходимые вам детали, которых нет в наличии, заключив контракт с небольшой 3D-службой. Кроме того, это открывает деловую инициативу для многих. Вы можете решить стать дистрибьютором этих деталей, передав мелкосерийное производство таким компаниям, как AutoProtoWay. Хотя 3D-печать автомобильных запчастей не так распространена, это лишь вопрос времени, когда она захватит отрасль.

Быстрое прототипирование

Создание прототипов жизненно важно для процесса производства автомобилей. Однако использование реальных автомобильных компонентов для изготовления прототипов может быть непомерно дорогим. Вкупе с тем, что прототипы требуют различных версий, процесс займет больше времени. Именно здесь на помощь приходит 3D-печать автомобильных деталей. В отличие от традиционного процесса прототипирования, 3D-печать делает процесс прототипирования быстрым и менее дорогим.

Благодаря 3D-печати быстрое прототипирование стало более гибким. Изготовление прототипа с использованием этой технологии может занять всего один день.

Изготовление нестандартных деталей и инструментов

Кастомизация автомобилей в настоящее время является обычной чертой производства автомобилей. Помимо того, что люди сами модернизируют свои автомобили, производители также выпускают ограниченные серии автомобилей, которые могут иметь различные нестандартные детали. Тем не менее, поиск нестандартных деталей для использования может быть буквально проблемой. Тем не менее, 3D-печать автомобильных деталей, необходимых для индивидуального автомобиля, может сэкономить время и затраты на другие производственные процессы.

Кроме того, инструменты, необходимые для изготовления этих автомобилей, иногда недоступны. Производители также могут использовать 3D-печать для изготовления необходимых приспособлений и приспособлений. Крупный производитель, использующий 3D-печать для производства оснастки, — Volkswagen.

Какие материалы можно использовать для 3D-печати автомобильных деталей?

Если вы хотите попробовать 3D-печать своими руками, вы должны знать, какие материалы подходят для этой процедуры. Хотя могут работать различные материалы, мы рассмотрим только три типа, которые могут работать практически со всеми типами 3D-ПРИНТЕРОВ. К ним относятся:

1. ABS

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) — самый популярный филамент для 3D-печати автомобильных деталей. Причины его широкого использования при изготовлении автомобильных деталей с помощью 3D-печати не надуманные. Он может выдерживать широкий диапазон температур (от -20°C до 80°C) в течение длительного времени. Он также очень гибкий и ударопрочный. Наконец, у него высокая температура перехода в стекло, что означает, что при использовании он может выдерживать более высокие температуры, чем большинство материалов.

Однако он склонен к деформации; следовательно, при работе с ABS рекомендуется использовать 3D-принтер с подогревом.

2. PLA

Деформация ABS может быть проблемой для некоторых. Если вы принадлежите к этой категории, то следующим лучшим материалом для 3D-печати автомобильных деталей является нить PLA. Это больше подходит для 3D-принтеров без обогреваемых корпусов и не будет легко деформироваться. Однако он не такой ударопрочный, как АБС, и его температура перехода в стекло ниже.

3. PETG

PETG, по сути, является усовершенствованием PLA. Он подходит для 3D-принтеров, у которых нет платформы принтера, и он менее склонен к прилипанию. Однако он более ударопрочный и термостойкий, чем PETG. Его стоимость также аналогична стоимости PLA. Единственная проблема, с которой вы можете столкнуться при работе с этой нитью, — это ее плохие адгезионные характеристики.

Программное обеспечение для 3D-проектирования деталей автомобилей, напечатанных на 3D-принтере

Прежде чем можно будет начать процесс 3D-печати автомобильных деталей, производители должны разработать дизайн и проверить виртуальные характеристики предполагаемой детали. Вот почему используемое программное обеспечение важно. Даже если вы любитель, желающий сделать некоторые 3D-печатные дополнения к своему автомобилю, программное обеспечение является важной частью вашего производственного процесса.

Хотя, если вы просто любитель без опыта, вы будете чувствовать себя совершенно не в курсе этих дизайнерских платформ. Тем не менее, давайте разберемся:

1. Fusion 360

Fusion 360 — один из инструментов из линейки Autodesk. Это может помочь в автоматизированном проектировании, проектировании и производстве (CAD, CAE и CAM). Если вам нужна полная версия инструмента, вам придется платить 500 долларов в год. Инструмент больше подходит для опытных любителей, но им пользуются и профессионалы.

2. AutoCAD

Еще один инструмент из линейки Autodesk, предназначенный для профессионалов в области автомобильного производства. Благодаря более продвинутой настройке он имеет множество функций, помогающих профессионалам создавать различные дизайны. Тем не менее, это также стоит дороже с комиссией в размере 1800 долларов в год.

3. Изобретатель

Изобретатель — это инструмент, специально разработанный для проектирования и моделирования работы механических деталей. Это делает его незаменимым при планировании 3D-печати таких деталей, как выхлопные патрубки, корпуса турбокомпрессоров и тому подобное. Это также продукт из линейки Autodesk.

4. SolidWorks

SolidWorks — это более удобный и ориентированный на пользователя инструмент, предназначенный для проектирования различных компонентов. Его интерфейс и мощные функции по-прежнему делают его хорошим выбором для 3D-печати автомобильных деталей. Dassault Systems изготовила этот инструмент за единовременную плату в размере 4000 долларов.

Лучшие принтеры для 3D-печати автозапчастей

Если вы хотите вывести свое хобби на новый уровень, вам нужен один из этих 3D-принтеров. Эти принтеры различаются по возможностям и функциям; поэтому мы отобрали лучшие из них, которые вы можете добавить в свой каталог. Среди них:

1. Prusa i3 MKS+

Prusa i3 MKS — один из лучших принтеров FDM. Эта обновленная версия обладает еще лучшими функциями и улучшенными датчиками выравнивания сетки. Кроме того, вы получаете партию нити Prusa вместе с принтером, так что вы можете сразу приступить к работе. Цены могут составлять 970 или 1300 долларов, в зависимости от того, хотите ли вы, чтобы он был отключен или готов к работе.

2. Elegoo Mars 3

Во-первых, цена этого принтера делает его весьма привлекательным выбором, особенно для любителей. По цене 300 долларов вы получаете доступ к полимерному принтеру с экраном 4K. Он достаточно эффективен при 3D-печати деталей салона автомобиля, таких как ручки и кнопки. Он также имеет сверхбыстрое время печати в диапазоне от 1,5 до 3 секунд. Это один из лучших бюджетных 3D-принтеров на рынке в последнее время.

3. Formlabs Form 3

Form 3 является лидером на рынке 3D-принтеров из смолы. Он подходит для профессионалов, и его цена отражает это (3500 долларов). Он имеет невероятную точность печати деталей в сочетании с возможностью качественной печати.

4. Ultimaker S5

Ultimaker — это 3D-принтер FDM с двойным экструдером. В отличие от ориентированного на любителей Prusa MK3S +, Ultimaker больше ориентирован на профессионалов. Его корпус также означает, что он может работать с такими материалами, как ABS, с особыми требованиями. Эта машина может печатать почти все, что вы можете разработать. Тем не менее, это стоит 6000 долларов.

Преимущества 3D-печати в автомобильной промышленности

3D-печать постепенно завоевывает популярность среди производителей автомобилей по разным причинам. 3D-печать автомобильных деталей — от скорости производства до более низкой стоимости — во многих отношениях спасает положение. Ниже мы объяснили некоторые из этих преимуществ:

1. Сокращение сроков выполнения заказов

В автомобильной промышленности постоянно требуются инновации для вывода на рынок. Производители хотят каждый раз предлагать своим покупателям что-то уникальное. Следовательно, существует потребность в разработке, производстве и тестировании прототипов. В отсутствие 3D использование других производственных технологий только для прототипирования заняло бы много времени.

Кроме того, даже после создания прототипа необходимо изготовить необходимые специальные инструменты. Использование других методов также может значительно замедлить производство. Это также увеличивает время, затрачиваемое на создание транспортного средства, и иногда может лишать производителя преимущества первопроходца. Однако с помощью 3D-печати вы можете создавать прототипы или инструменты за один рабочий день! Это намного быстрее, следовательно, сокращается время производства деталей.

2. Реалистичные концептуальные проекты

При проектировании автомобиля план программного обеспечения является первым шагом. Однако то, что дизайн можно увидеть на бумаге, не означает, что его производство получится. Здесь на помощь приходит 3D-печать. С помощью этой технологии производитель может иметь реалистичную концепцию тестирования конструкции.

3. Гибкость конструкции

При производстве автомобилей вес автомобиля определяет его топливную экономичность. Чтобы вес автомобиля уменьшился, каждая используемая деталь должна иметь оптимальный вес. 3D-печатные автомобильные детали открывают возможности для этого. Поскольку методы 3D-производства всегда состоят из слоев, дизайнеры могут оптимизировать каждый слой, чтобы сделать автомобиль легче, что еще больше экономит топливо.

4. Защищает интеллектуальную собственность

Хранение идей и проектов в секрете очень важно для производителей автомобилей. 3D-печать еще больше облегчает эту возможность. Поскольку большая часть 3D-печати может производиться на месте, вероятность утечки идей к конкуренту невелика.

5. Стоимость

Производство хороших автомобилей с оптимальными затратами жизненно важно для получения прибыли. Это означает, что производителям понадобятся лучшие способы держать свои производственные расходы под контролем. 3D-печать может помочь в достижении этой цели благодаря низкой стоимости производства.

Производство автомобильных прототипов и нестандартных автозапчастей WayKen

Наш веб-сайт по производству автомобильных запчастей известен как AutoProtoWay. В AutoProtoWay мы занимаемся производством автомобильных прототипов и нестандартных автозапчастей с использованием различных технологий. Это включает в себя 3D-печать, литье под давлением, вакуумное литье и обработку с ЧПУ в автомобильной промышленности.

Мы понимаем важность снижения ваших затрат, поэтому мы также являемся экспертами в изготовлении автомобильных деталей с помощью 3D-печати. Даже если ваш дизайн нуждается в оптимизации, наши схемы SLA и SLS помогут оптимизировать его и ускорить производственный процесс. Мы также предлагаем быструю оснастку и прототипирование с помощью 3D-печати, чтобы максимально сократить время производства.

Если вам нужны материалы, связанные с производством автомобильных запчастей, AutoProtoWay — ваш лучший выбор.

Заключение

При всех преимуществах 3D-печати в автомобильной промышленности ее стремительно растущая популярность вполне объяснима.