3B Basılı Otomobile Giden Yol: 3B Baskı Otomotiv Endüstrisini Değiştiriyor!*
Bayinizden 3B baskı otomobili çok yakında satın alamayacak olsanız da, 3B baskı uzun zamandan beri otomobil geliştirme sürecinin hayati bir parçası oldu. Son zamanlarda, 3B baskı kullanımının üretim boyunca yer edindiğini görmeye başlıyoruz.
3B baskı, geniş yelpazede üretim uygulamalarının yolunu açarak tedarik zincirine büyük değer katabilir. Şirketlerin, Eklemeli İmalatı fabrika seviyesindeki süreçleri desteklemek için satın almalarıyla, Eİ teknolojisi daha uygulanabilir ve ekonomik bir şekilde büyüyor. Nihai ürün için kişiselleştirme olanakları ve yüksek performans sunabilen esnek ve yüksek hassasiyetli yeni malzemeler, fonksiyonel 3B baskılar üretmeye fırsatlar yaratıyor, ancak bu sadece başlangıç.
3B baskının, otomotiv endüstrisinde tasarımdan üretime ve ötesine, yenilikçiliği güçlendiren beş önemli yolunu sunuyoruz:
1.Prototipleme İşlemini Yeniden Biçimlendirme
Otomotiv endüstrisinde 3B baskı için en yaygın kullanım prototiplemede olmuştur. Prototiplemenin 3B baskı kullanılarak yapılabildiği çok yüksek hız sayesinde, 3B baskı ile hızlı prototipleme neredeyse eşanlamlı hale geldi ve bu teknoloji ürün geliştirme sürecinde devrim yarattı. Otomotiv tasarımcıları 3B baskı ile basit bir iç elemandan bir gösterge panosuna hatta bütün bir otomobilin ölçekli bir modeline kadar fiziksel bir parçayı veya düzeneğin prototipini hızlı bir şekilde üretebilirler.
Hızlı prototip oluşturma, şirketlerin fikirlerini, ikna edici hayallerini elle tutulur kanıtlara dönüştürülmesini sağlar. Bu fikirler daha sonra nihai ürünle yakından eşleşen yüksek kalitede prototipler için geliştirilebilir ve sonuçta ürünleri seri üretime doğru bir dizi geçerlilik aşaması boyunca yönlendirir. Otomotiv endüstrisinde bu hızlı doğrulama kesinlikle çok önemlidir.
Formlabs Ürün Tasarım, Mühendislik ve İmalat Sanayi Müdürü Andrew Edman, “Bir otomotiv üretim hattını bir saat boyunca duraklatmak oldukça maliyetli olabilir” diyor.
Şirket içi stereolitografi (SLA) 3B baskı kullanarak, Ringbrothers’daki tasarımcı ve mühendisler özgür, etkili ve uygun maliyetli bir şekilde denemeler yapabilirler.
Prototipleme önceleri zaman alıcıydı ve bir ürün için ne kadar fazla deneme yapılırsa potansiyel olarak o kadar pahalanıyordu. 3B baskı ile, çok daha düşük bir maliyetle, bir gün içinde son derece ikna edici ve temsili prototipler oluşturulabilir. Masaüstü 3B yazıcılar, mühendislik ve tasarım ekiplerinin, yineleme döngülerini arttırarak ve fikir ile nihai ürün arasındaki mesafeyi kısaltarak ve böylece genel ürün geliştirme iş akışlarını güçlendirerek teknolojinin şirkete taşınmasını sağlar.
2.Özel, Karmaşık ve Yüksek Performanslı Parçalar Oluşturma
3B baskı, büyük ölçüde azaltılmış maliyetlerle özel parçalar üretmek için idealdir; üreticilere, müşterileri için üretebilecekleri ve sunabilecekleri yeni yeteneklere sahip olmalarını sağlar.
Merkezine “özel üretimi” yerleştiren daha küçük şirketler için – özel otomobil dükkanı Ringbrothers gibi – 3B baskı, özel tasarımları, özelleştirme ile birlikte gelen potansiyel masraf ve zaman yoğun üretim süreçleri için endişe duymadan, çalışmalarının kalitesini ve yaratıcılıklarını zorlama ve denemeler için hayati bir alan sağlar.
Ringbrothers bu özel havalandırma deliği gibi, nihai kullanım parçalarını oluşturmak için 3B baskı kullanıyor.
Büyük şirketler 3B baskı teknolojisini geleneksel yöntemlerle de birleştiriyorlar. Volkswagen, ikonik 1962 Microbus’u yeniden yarattı ve gaz motorunu, 120 beygir gücünde 173 lb-ft torklu bir elektrikli sürücü ile değiştirdi. “Tip 20” konsepti aynı zamanda, zengin bir şekilde tasarlanmış dökme alüminyum jantlar da dahil olmak üzere 3B baskı tarafından sağlanan çeşitli iyileştirmeleri de destekliyor. Jant kapağı bile 3 boyutlu olarak basılıyor: preslenmiş çelik gibi görünseler de, aslında bir Formlabs SLA 3B baskı makinesi üzerinde üretildiler ve sonra metal parça görünümü ve etkisini yaratmak için elektrolizle kaplandılar.
Bu VW Microbus’un jant kapağı bir Formlabs SLA 3B yazıcıda basılmış ve tıpkı kromlu çelik gibi görünmesi için elektrolizle kaplanmış ve cilalanmıştır. (görüntüler: VW)
Bentley Speed 6 bir başka örnek. Lüks otomobil üreticisi, mevcut üretim modellerinde olduğundan çok daha ayrıntılı, karmaşık parçalar (ızgara, yan hava delikleri, kapı kolları ve egzozlar) oluşturmak için gelişmiş metal 3B baskı teknolojisini kullandı.
Bentley, mikro ölçekli hassasiyetle karmaşık parçalar oluşturmak için metal baskı teknolojisini kullandı. (Kaynak: Bentley)
Ancak 3B baskı uygulamaları klasiklerle, konsept ya da sergi modelleriyle sınırlı değildir. Twikit’in kişiselleştirme yazılımı, İngiliz otomobil üreticisi MINI’nin arabaları için 3B baskı kullanarak toplu kişiselleştirme hizmetleri sunmasını sağlayarak alıcılara tasarım üzerinde tam kontrol sağladı. Müşteriler, araçlarının iç veya dış bileşenlerini, çeşitli yazı tipleri, desenler ve resimlerle özelleştirebilir ve tasarımlarını 3B görselleştirmeleri kullanarak inceleyebilirler. Önemli bir şekilde, böyle bir projenin piyasada uygulanabilmesi için, 3B baskının getirdiği maliyet azaltmaları bu kişiselleştirme biçimini halka uygun hale getirmiştir.
MINI’nin Twikit ile işbirliği, alıcılara araçlarının iç veya dış bileşenlerini özelleştirmek için tasarım üzerinde tam kontrol sağlar. (kaynak: Twikit)
3D baskı, başka hiçbir şekilde üretilemeyen parçaların oluşturulmasına da izin verdi. Bugatti’nin sekiz pistonlu monoblok fren kaliperi önemli bir örnektir. Bugatti, malzemenin yüksek performans özelliklerinden dolayı bazı bileşenler için titanyum tercih eder, ancak metalin geleneksel yöntemlerle işlenmesi masraflı ve zordur. 3B baskının kullanımı, Bugatti’nin sadece pergeli istenen ölçekte üretmesini sağlamakla kalmadı, aynı zamanda performans potansiyelini daha da arttırdı ve aynı zamanda, konvansiyonel üretim alternatifinden (alüminyum) önemli ölçüde daha sert ve daha güçlü hale getirirken, bileşenin ağırlığını büyük oranda düşürdü.
Bugatti’nin sekiz pistonlu monoblok fren kaliperi, 3B baskı tarafından üretilen dünyanın en büyük fonksiyonel titanyum öğesidir. (Kaynak: Bugatti)
3.İmalat Desteklerinin ve Kalıp Sistemlerinin Üretimi
Mühendisler üretim ve montaj işlemlerini daha basit ve daha güvenilir hale getirmek için üretim yardımcıları kullanır, döngü sürelerini azaltır ve işçi güvenliğini arttırır. Otomotiv fabrikaları ve parça tedarikçileri, her biri son kullanım için özel olarak tasarlanmış ve son derece optimize edilmiş binlerce özel iş bağlama düzenleri kullanıyor. Sonuç, imalat işlemine önemli maliyet ve karmaşıklık ekleyen özel takımların çoğalmasıdır.
Bu özel parçaların üretiminin, katı plastik veya metal bloktan makinayla üreten servis sağlayıcılarına dış tedarikçiyle sağlanması, üretim sürelerini haftalarca geciktirebilirken, uzun teslim süreleri de fabrika çalışanlarının değişikliklere adapte olmasını zorlaştırmaktadır.
Eklemeli İmalat, tedarik süresini birkaç saate kadar kısaltabilir ve dış tedarikçiye kıyasla maliyetleri önemli ölçüde azaltabilir. Karmaşıklık, ek maliyetlere neden olmadığından, parçalar son kullanımları için daha iyi optimize edilebilir. Yeni, esnek 3B baskı malzemeleri, ayrıca üreticilerin çoğu durumda plastik parçalarla metal bileşenleri değiştirmelerini veya taahhütte bulunmadan önce aletleri prototip olarak üretip test etmelerini sağlıyor.
Sonuç olarak, imalat desteklerinin (platform, araç, gereç vb) 3 boyutlu baskı ile üretimi, teknolojinin en büyük uygulamalarından biri haline geliyor.
Pankl Racing Systems, bir dizi işlem aşamasından geçerken konveyör bandına parçaları eklemek için 3B baskı makinelerde üretilmiş kılavuzları kullanır.
Örneğin, Pankl Racing Systems, önemli üretim araçlarını imal etmek için çoklu Formlabs SLA 3B yazıcılardan oluşan 3B baskı istasyonuna güveniyor. Şanzıman montajları için parça imalatında, şirketin ürettiği her parça, otomatik tornalar kullanarak çok sayıda işleme aşamasından geçerken, bunun için özel olarak tasarlanmış bir dizi tertibat, fikstür ve başka takımlar gerektirir. 3D baskı kullanan Pankl mühendisleri, kılavuzların teslim süresini yüzde 90, yani iki ila üç haftadan bir güne kadar azaltmayı ve maliyetleri yüzde 80-90 oranında düşürerek 150.000 $ tasarruf sağladı.
4.Yedek Parça Probleminin Çözümü
Yedek parçalar geçmişten beri otomotiv endüstrisi için bir zorluk oluşturuyor. Doğası gereği talep aralıklı ve tahmin edilemezdir, bu da, hazır yedek parça yokluğunda, yedek parça üretmenin değerini tartışmalı bir finansal karar haline getirmektedir.
Daha sonra talep olması durumunda yedek parça üretmek de depolamaya büyük harcama yapılmasını gerektirir.
Bu konuda yapılan bazı çalışmalar vardır.. Öyle ki bu konu daha çok araba üretimi için de kaynak ayrılmasına neden olmaktadır.
Daha sonra talep olması durumunda yedek parça üretmek de depolamaya büyük harcama yapılmasını gerektirir. 3B baskı, otomotiv endüstrisinin yedek parça sorunu üzerinde önemli olumlu bir etki yaratacak şekilde konumlandırılmıştır. Formlabs Ürün Tasarım, Mühendislik ve İmalat Sanayi Müdürü Andrew Edman, “Yedek parça problemini 3B baskı ile çözmede en önemli faktörlerin, parçalar için kullanılan daha geleneksel malzemelerin performansına ve maliyet etkinliğine uygun malzemeleri elde etmek olduğunu düşünüyorum. Buna daha da yaklaşıyoruz, ”diyor. Bu,“ 3B baskının yedek parça üretimini devralacak mı? ”’dan ziyade,“ ne zaman devralacak? ” gibi bir şey!
CAD kullanımı ile tüm parçaların tasarımları dijital kopya olarak saklanabilir, böylece gereksiz envanter kullanılmasına gerek kalmaz. Tezgah üstü 3B yazıcıların çoğalmasıyla, müşteri talebi üzerine mağazada potansiyel olarak yedek parça üretilebilir. Teknolojinin erişilebilirliği, 3B baskı yedek parçalarının kolay tedarik edilmesini sağlamak, tedarikçileri yeni alanlar açmaya teşvik edecektir.
Artık mevcut olmayan parçalar bile, ihtiyaç duyulduğunda mevcut parçaların dijital taramalarına dayanarak tersine mühendislikle potansiyel olarak geri kazanılabilir. Eski tasarımlar kendilerine yeni bir yaşam fırsatı bulabilirler. Edman; “İnsanların 50 yaş üstü klasik arabaları var. Bir gün, 3B baskı ile bunları daha otomatik bir şekilde destekleyebiliriz ”diyor.
Ringbrother, özel bir oldtimer aracı için bir Cadillac ambleminin şeklini metale dönüştürerek basıp üretti.
5.Genel Parça İmalatının Kolaylaştırılması
3B baskı, söz konusu donanım ve malzemelerin maliyeti bakımından daha uygun hale geldiğinden, düzenli otomotiv parçaları üretmeye doğru ilerici bir geçiş göreceğiz.
3B yazıcılar, genel parça üretimi aşamasında verimliliği artırabilir. “3B baskıyı göreceğiniz yerler [teknikler daha erken popüler olur], komponentleri bir araya getirmenin avantajını kullanma fırsatlarının olduğu yerlerdir.
Parçaları birleştirerek, 3B yazdırma yöntemleri, ağırlığı azaltmaya ve yakıt verimliliğini artırmaya yardımcı olabilir.
Artık, altı veya yedi otomotiv parçası grubundan oluşan bir ürüne tek parçada basılmış olarak sahip olabilirsiniz. Bu tek parça daha pahalı olsa bile montaj süresini ve maliyetini düşürüyorsunuz ” diyor Andrew Edman. 3B yazdırma yöntemleri ile parçaları birleştirmek, ağırlığı azaltmaya ve yakıt verimliliğini artırmaya da yardımcı olabilir.
3D baskı ile sunulan malzemelerin çeşitliliği, her hangi bir aracın farklı bileşenlerinin mekanik gereksinimlerini karşılamaya başlıyor. Eklemeli imalat yöntemleri, geleneksel (örneğin kalıplama, döküm) yöntemlerle yapılan imalatın maliyet paritesine ulaştığından, 3 boyutlu baskının genel parça imalatına daha da dahil edilmesi, verimli ve finansal açıdan daha mantıklı olacak.
+1. 3D Baskılı Arabalar
Pazar tirajı için hazır olan, tamamen 3B basılı bir araba henüz biraz uzakta olsa da, sektörün yönünü belirleyen bazı heyecan verici projeler var:
EDAG’ın Light Cocoon’u: Bağımsız otomotiv geliştiricisi EDAG tarafından yapılan bu konsept, doğadan ilham alan 3B baskılı dal benzeri taşıyıcı yapıya sahip. Yapı normal bir şasiden daha az malzeme kullanmasına rağmen, yapısal olarak ilgili bileşenlere uygulanan tüm gereksinimleri karşılamaktadır. Şasinin, elementlere karşı esnek hale getirilmesi için, yapı kumaş ile kaplanmıştır.
Hava şartlarına dayanıklılığın yanı sıra, EDAG Light Cocoon’un kapağı, tasarım ve kişiselleştirme söz konusu olduğunda mutlak bir özgürlük sağlar. (kaynak: EDAG)
The Blade: “Dünyanın ilk 3 boyutlu baskı süper arabası”, süper araba standartlarında üretilmek üzere, düşük ağırlık ve yüksek performans elde etmek için, karbon fiber borular ve alüminyum çubuklar gibi düşük maliyetli malzemelerden meydana getirilerek tasarlanmış, 3B baskılı metal parçalarla birleştirilerek tasarlanmıştır.
The Blade “dünyanın ilk 3B basılı süper arabası”dır. (kaynak: Deivergent3D).
Strati: “Local Motors” tarafından yapılan ve üretim sürecinde 3D baskıdan yoğun olarak yararlanılan dünyanın ilk elektrikli otomobili. Otomobil, geleneksel bir aracı oluşturan yaklaşık 30.000 parçadan çok daha az olarak 50 ayrı parçadan oluşuyor. Şasisi ve yapısal elemanlarının çoğu, 24 saatten daha kısa bir sürede 3 boyutlu olarak basıldı; şirket bu süreyi 10 saatten daha azına düşürmeyi hedefliyor.
Strati 50 ayrı parçadan oluşuyor ve 24 saatten az zamanda 3B baskısı yapıldı.
LSEV: İtalyan XEV şirketi tarafından geliştirilen LSEV, bu yılın sonlarında pazara çıktığında ilk “toptan pazarlanacak” 3B baskılı elektrikli otomobil olabilir. Şasi, koltuklar ve ön cam dışında, LSEV’in tüm görünür parçaları da 3 boyutlu olarak basılıyor. 3B baskının yaygın kullanımı sayesinde şirket, bileşen sayısını 2.000’den 57’ye düşürmeyi başardı ve bu da yalnızca 450 kilo ağırlığında hafif bir tasarımla sonuçlandı.
LSEV, bu yılın sonunda piyasaya çıkması beklenen ilk “toplu pazarlanacak” 3D baskılı elektrikli otomobil.
Bu projeler ve diğer birçok 3B basılı otomobil inisiyatifi kavramsal aşamada kalmasına rağmen, otomotiv endüstrisinin çeşitli bölgelerinde 3B baskının ne kadar yoğun olduğu dikkat çekicidir. Bazı durumlarda, 3B baskı teknolojisi sınırları zorluyor, tasarım ve üretimde tamamen yeni olanaklar elde etmenize yardımcı oluyor. Diğerlerinde, teknoloji üretim maliyetlerini düşürüyor ve zaman kazandırıyor.
Teknoloji ve mevcut malzeme tabanı çok yönlü bir şekilde büyüdükçe, 3B baskının değerinin anlaşılması sektörde yayılmaya devam ettikçe, bu büyüme eğilimi devam edecektir.
3B Baskı Üretim Uygulamaları İçin Daha Fazla Bilgi Edinin!
*Yazının orijinali için:
https://formlabs.com/blog/3d-printed-car-how-3d-printing-is-changing-the-automotive-industry/