از زمانی که کارل بنز در سال 1886 درخواست ثبت اختراع خود را برای تولید یک ماشین ۳ چرخه با سوخت بنزین اعلام نمود، حالا صنعت خودرو کاملاً تغییر کرده است و بخش عمده ای از این تغییرات مربوط به پیشرفتهای تکنولوژیکی در ساخت است. از آنجا که تولید کنندگان به دنبال روش های جدیدی برای ساخت مواد مختلف به شکل ها و پیکربندی های پیچیده تر هستند، اتومبیل ها کارآمدتر ، قدرتمندتر ، ایمن ، راحت و شیک تر می شوند. پیشرفت امروزی در قالب چاپ سه بعدی ادامه می یابد زیرا تولید کنندگان در سراسر جهان این فناوری را از جمله فناوری های صنعت خودرو به کار می گیرند. این امر با رشد سریع ارزش بازار پرینتر سه بعدی در فضای خودرو مشهود است که پیش بینی می شود تا سال 2023 به 2.5 میلیارد دلار برسد. بیایید بررسی کنیم که صنعت در حال حاضر چگونه از پرینتر سه بعدی بهره می برد و فکر می کنیم چگونه ممکن است در آینده تغییر کند.
تولید کنندگان خودرو برای بررسی فرم و تناسب و همچنین اعتبارسنجی عملکرد نمونه های اولیه کاربردی، از چاپ سه بعدی استفاده کرده اند. برای برخی نمونه های اولیه با اندازه کامل مانند بررسی تناسب آینه با نمای عقب ، می توان از فناوری مقرون به صرفه FFF / FDM استفاده کرد. برای ساخت قطعاتی که در مونتاژ مورد استفاده قرار می گیرند مانند مونت ها یا اجزای آیرودینامیکی ، فناوری های مبتنی بر رزین و پودر که می توانند با کامپوزیت ها و نایلون ها کار کنند ، ترجیح داده می شوند.
شاید دومین مورد استفاده پرینت از چاپ سه‌بعدی در فضای خودروسازی ، ساخت وسایل کمکی برای ساخت باشد . ساخت ابزارهای تولیدی با استفاده از وسایل سنتی بسیار پرهزینه و وقت گیر است و محدودیت های هندسه در هر دو فرآیند تولید کمتر کارآمد و محدودیت های بیشتر در هندسه قطعات استفاده نهایی را نشان می دهد. ابزارهای تولیدی که به صورت سه بعدی چاپ می شوند سبک تر و ارگونومیک هستند و انجام کارها را آسانتر و ایمن تر می کند. این باعث صرفه جویی در وقت و پول در تولید می شود.
قالب‌های تزریقی برای قطعات پلاستیکی و هسته ریخته‌گری برای قطعات فلزی نیز می‌توانند با استفاده از روش‌های سنتی تولید , به چاپ برسند . علاوه بر این , بهینه‌سازی توپوگرافی در حال تبدیل شدن به رویه استاندارد در سراسر صنعت است که در آن , هندسه قطعات برای رسیدن به کارآمدترین شکل بهینه می‌شود در حالی که نیازمند کم‌ترین مقدار ماده است . این طرح‌های الگوریتمی به طور کلی در ساختار خود ارگانیک ترند , که تولید آنها را مشکل یا غیرممکن می‌سازد . جنرال موتورز , ولوو , فورد , و بسیاری دیگر از افراد دیگر از چاپ 3 بعدی برای تولید کمک‌های تولیدی برای صرفه‌جویی در پول , بهبود طراحی , و کاهش زمان استفاده می‌کنند .بی ام و یک وسیله اوروتز با چاپ سه بعدی چاپ کرد که فشار شست برای کارگران کارخانه را هنگامی که وظایف مونتاژ را تکمیل می‌کنند را کاهش می‌دهد .
اگرچه سرعت تولید با AM به طور پیوسته در حال پیشرفت است ، اما همچنان تنگنای این فناوری سرعت است. حجم تولید قطعات خودرو بسیار زیاد است و برای هر قسمت صدها هزار کار اجرا می شود. این امر برای اکثر فن آوری های AM سخت است (در حال حاضر). اما بسیاری از تولید کنندگان خودروهای سطح بالا کارآیی تولید خودروهای خود را تنها به چند هزار دستگاه محدود می کنند که این امر گزینه ای مناسب را برای AM فراهم می کند. این بالاتر از Rolls Royce نیست ، که ساخت اتومبیل های سفارشی خودرا خیلی طول می داد حالا این شرکت واقعاً از AM برای افزایش شماره تولید استفاده می کند. BMW دهها هزار قطعه برای فانتوم مانند دکمه ها ، ترمزهای پارکینگ و موارد دیگر ارائه کرده است. سایر شرکت های اتومبیل سازی لوکس برای سفارشی کردن فضای داخلی اتومبیل از جمله Bently ، Porsche ، BMW و Ferrari از چاپ سه بعدی استفاده می کنند.
برای خودروهایی که 15 سال یا بیشتر است که از خط تولید خارج شده اند ، پیدا کردن قطعات جایگزینی دشوار است. چاپ سه بعدی به شرکتهایی مانند پورشه ، فولکس واگن و مرسدس بنز امکان ارائه نیازهای علاقه مندان به اتومبیل کلاسیک خود را بدون نیاز به نگه داشتن دسته ای از قطعات قدیمی در انبار می دهد.
بسیاری از همان شرکتهایی که قطعات جایگزین چاپی سه بعدی را برای اتومبیلهای قدیمی خود ارائه می دهند ، برای خودروهای جدید خود نیز تهیه می کنند. آئودی یکی از این شرکتها است و سالهاست که از AM استفاده می کند تا نمونه های اولیه و قطعات جایگزینی برای اتومبیل های خود را تولید کند. چاپ قطعات جایگزین در صورت تقاضا می تواند هزینه های موجودی و حمل و نقل را به شدت کاهش دهد.
برخی از شرکت های اتومبیل فقط با ساخت قطعاتی که نمی توانند با روش های سنتی ساخت آنها را بسازند ، AM را به منظور بهبود عملکرد اتومبیل های خود اعمال می کنند. از Carbon Performance استفاده کنید ، که تعلیق را به طور صحیح برای یک اتومبیل اسپرت لوتوس که نه قسمت مختلف را در یک قطعه سه بعدی آلومینیومی چاپ کرده مجدداً طراحی کرده و ضمن بهبود سفتی ، وزن را کاهش می دهد. بوگاتی هنگامی که فیلم هایی از تست استرس باورنکردنی خود را از یک دستگاه کولیس ترمز تیتانیوم چاپ سه بعدی برای ابرخودرو Chiron منتشر کرد ، همه را شگفت زده کرد! همچنین BMW به صورت سه بعدی کانالهای خنک کننده را در سری سیلندرها برای سری M خود چاپ می کند تا عملکرد را افزایش دهد. با پیشرفت چاپ سه بعدی فلزی ، شرکت های خودروسازی بیشتری تولید محصولات منتخب را با استفاده از این فناوری برای بهبود عملکرد آغاز کرده اند.
برخی از شرکت ها یک قدم جلوتر از بقیه اتومبیل های خود را با پرینتر سه بعدی چاپ می کنند ، مانند شرکت لوکال موتور ، که تمام قطعات بدنه اتومبیل برقی خود(Strati) را ، با چاپ سه بعدی چاپ می کند. آنها همچنین قاب اتوبوس خودکار خود را با نام Olli که در چندین شهر مورد آزمایش قرار گرفته است ، چاپ سه بعدی می کنند. و هوندا تمام صفحه های جانبی بدنه خودروی جدید خود ماشین مفهومی برقی Micro Commuter چاپ سه بعدی کرد.
چندین تلاش مستمر برای ایجاد فرآیندهای چاپ سه بعدی استاندارد شده سه بعدی وجود دارد که می تواند برای تولید قطعات برای کاربردهای خودرو تأیید شود. با تأیید فرآیندهای چاپ و مواد چاپی به جای اشیاء چاپ شده ، تولید کنندگان کوچکتر می توانند سخت افزارهای معتبری را بدست آورند و بلافاصله به جای اینکه مجبور باشند خود فرآیند صدور گواهینامه گران را طی کنند ، تولید کالاهایی را که مطابق با الزامات صنعت باشد ، شروع کنند. پروژه تحقیقاتی SYMPA در حال حاضر در حال تولید رزین های SLA است که برای مصارف خودرو مجاز خواهد بود. پروژه IDAM (صنعتی سازی تولید افزودنی برای فرآیندهای خودرو) که با هماهنگی BMW انجام شده است ، متعهد به توسعه فرآیندهای AM و سیستم های اتوماسیون برای افزایش بهره وری در ساخت خودرو است. پروژه NextGenAM هدفی بسیار مشابه دارد اما بخش هوافضا را نیز شامل می شود. این پروژه ها همه در حال پیشرفت هستند بنابراین به احتمال زیاد چاپ سه بعدی راه خود را به قسمت های بیشتری از خودرو می یابد.
سرانجام ، یک ماشین چاپی کاملاً سه بعدی ، کف کارخانه را دور می زند. برای اینکه این اتفاق بیفتد ، پیشرفتهای بسیاری لازم است. در حال حاضر شرکت هایی که روی باتری های چاپ سه بعدی مشغول کار هستند ، و لوازم الکترونیکی چاپی سه بعدی نیز به خوبی به بازار عرضه می شوند. وقتی موتورها بتوانند به صورت سه بعدی چاپ شوند ، ما خیلی نزدیکیم ، و آهنرباها می توانند از قبل چاپ شوند ، بنابراین خیلی دور نیستیم. یکی از معدود موانع باقی مانده ، اتوماسیون ربات ها برای جمع آوری تمام قطعات چاپی مختلف از چاپگرهای مختلف خواهد بود ، و سازمان ها و پروژه های ذکر شده در بخش قبلی در حال حاضر در حال ساختن امکانات تولید پیشرفته برای درست کردن این کار هستند. همه چیز از موتورها و چرخها گرفته تا سنسورها و سنجها در آینده به صورت سه بعدی برای اتومبیل ها چاپ می شود. ماشینهای پروازی که به همه ما وعده داده شده بودند ممکن است هرگز نرسند اما ماشینهای چاپی سه بعدی تقریباً در دسترسند.
منبع: 3DTHINGS.IR
