Otomotiv Endüstrisinde SLA 3D Baskı

Otomotiv Endüstrisinde SLA 3D Baskı Son yıllarda prototipleme ve hatta son parçalar için 3D baskıdan yararlanan daha fazla araba üreticisi gördük. BMW, Lamborghini ve Jaguar Land Rover gibi endüstri devleri, tasarım konseptleri, fonksiyonel prototipler ve tamamlanmış parçaları esnek ve tamamen kurum içinde üreten bu yeni trendin bir parçası. Bu sadece tasarımcılar için ve bir bütün olarak Ar-Ge süreci için uygun değildir, aynı zamanda maliyetleri önemli ölçüde azaltabilir ve yeni tasarımlar için pazara çıkış süresini hızlandırabilir. ProtoFab olarak bu alanda birkaç üretici ile çalışıyoruz ve otomotiv prototipleme konusunda geniş deneyime sahibiz. Çalıştığımız üreticiler arasında Çin'deki en büyük SUV üreticisi ve pikap üreticisi Great Wall Motors yer alıyor. En son modellerinde prototip parçalar üretmek için Great Wall ile nasıl çalıştığımıza detaylı olarak bakalım.

Çin Seddi Motorlarından SUV Seçimleri

Çin Seddi, batılı tüketiciler için en iyi tanınan markalardan biri olmayabilir, ancak ölçeği konusunda şüphe yok. 1998’in başlarında, Çin Seddi’nin en büyük pikap üreticisi olarak kurulmuş olan Great Wall, pazar konumlarını ancak o zamandan beri güçlendiriyor. 2000'lerde SUV'lara gittikçe daha fazla odaklanmaya başladılar ve firmanın Havel H6 modeli Çin'de en çok satan SUV'dur. Çin pazarının muazzam büyüklüğü göz önüne alındığında, bu onları dünyadaki en büyük otomobil üreticilerinden biri haline getiriyor ve son yıllarda denizaşırı genişliyorlar. Pick-up'ları Avustralya'da popüler olmuştur ve Avrupalıların satışları yıllık bazda artmaktadır.

2017 yılında Great Wall, kompakt SUV'lara odaklanan ayrı bir premium marka olan WEY'i başlattı. Bu, son zamanlarda destek verdiğimiz proje.

ProtoFab, Great Wall'in 2015 ve 2016 yıllarında WEY VV7'yi geliştirmesinde önemli bir rol oynadı.

Great Wall ile çalışmaya 2007 yılında başladık, o zamandan beri CNC işleme ve 3D baskı hizmetleri veriyoruz. İnovasyon ve esneklik imalatta bir bütün olarak daha önemli hale geliyor ve bu kesinlikle otomotiv endüstrisi için geçerli. Bu nedenle, Great Wall giderek daha fazla CNC işleme gibi daha geleneksel tekniklerden ziyade esnek katkı üretim tekniklerini kullanıyor.
Tüm üretim döngüsü boyunca 3D baskı

Bir otomotiv parçasının yaşam döngüsü üç aşamadan oluşur - Ar-Ge, üretim ve son kullanım ve 3D baskı bunların her birinde bir rol oynayabilir. Çin Seddi gibi üreticilerin 3D baskıdan faydalanma yollarının bazılarına bakalım.

Tasarım kavramlarını değerlendirme: Tasarım, otomobil markalarının kendilerini ayırt etmesinin birincil yollarından biridir, bu nedenle bir aracın stilini doğru bir şekilde elde etmek başarısı için esastır. Günümüzde, farklı markalardan pek çok model üstyapı altında oldukça benzer ancak farklı şekillendirme nedeniyle tamamen farklı demografik özellikler için rekabet ediyor. Tasarımcının, sürecin başında bir tasarım yönünü doğrulamak zorunda kalmak yerine, çeşitli fikirlerle deney yapabilmeleri ve deneme yanılma yoluyla en iyi yolda daraltmaları önemlidir. Konsept modeller yaratmanın pahalı ve zaman alıcı olması durumunda, tasarım ekipleri muhafazakar tasarımlara daha fazla yer çekecek veya en azından çeşitli seçeneklerle denemeye istekli olmayacaktır. 3D baskı, tasarım prototiplerinin hızlı, kolay ve düşük maliyetle oluşturulmasını sağlar ve tasarım ekiplerini daha geniş bir çözüm yelpazesini keşfetmeleri için özgürleştirir.

Tasarım testi: Tasarım sadece estetik ile ilgili değil, aynı zamanda performans ve pratiklerle de ilgilidir. Yeni bir araç geliştirirken, her bir bileşenin tasarımının yapısal gücü, diğer bileşenlerle uyumluluğu ve genel uygulanabilirliği açısından sağlam olmasını sağlamak önemlidir. Hızlı ve kolay bir şekilde işlevsel prototipler üretme yeteneği olmadan, bazı temel tasarım kararları, teste uygun bir şekilde koyulmadan çok erken bir tarihte kilitlenmeleri gerekecektir. Bu, hataların ve kalite sorunlarının ortaya çıkma ihtimalini büyük ölçüde artırmaktadır. Hızlıca üretilebilen ve değiştirilebilen 3B basılı fonksiyonel prototipler, daha hızlı ve daha uygun bir geliştirme döngüsünden daha fazlasını temsil eder, ancak aynı zamanda daha iyi ve daha güvenli bir son ürüne yol açar.

Karmaşık yapılara sahip parçalar: Karmaşık yapılar söz konusu olduğunda, 3D baskı gerçekten kendi haline gelir. Bu hem prototipler hem de son parçalar için geçerlidir. 3B baskı, tasarımcıların hayal gücünü tamamen keşfetmelerini sağlar ve parçaların nasıl üretildiğinin kısıtlamaları ile sınırlandırılmaz. 3B baskı yalnızca yapılabileceklerin olanaklarını büyük ölçüde arttırmakla kalmaz, aynı zamanda karmaşık parçaların daha ucuz, daha kolay ve daha hızlı üretilmesini sağlar.

Birden fazla malzeme kullanan parçalar: En son teknolojiye sahip bir araç geliştirilirken, bazı bileşenlerin birden fazla malzeme kullanması gerekebilir. Bu, kauçuk ve plastiğin bir kombinasyonu, farklı renkteki materyallerin bir karışımı veya saydam ve opak materyallerin bir karışımı olabilir. Bu gibi durumlar otomotiv imalatında yaygındır ve bunlarla düzenli olarak karşılaşıyoruz. İki renkli enjeksiyon kalıplama gibi geleneksel tekniklerle karşılaştırıldığında, 3D baskının birkaç belirgin avantajı vardır. Bunlar, daha güçlü, daha güvenilir parçalar ve pahalı kalıp maliyetlerinden kaçınmayı içerir.

Hafif parçalar: Üreticilerin daha fazla verimlilik talep etmesi nedeniyle, otomobil endüstrisinde ağırlığı azaltmak giderek daha önemli hale geldi. 3D baskı teknolojisi ile köpük dolgusu veya mucell teknolojisine dayanmak yerine içi boş hafif yapısal parçalar üretmek mümkündür. Ağırlık tasarrufu sağlayan 3D baskının getirebileceğinin bir örneği olarak, Toyota tarafından üretilen bir 3D baskılı araba koltuğunun, geleneksel koltuktan% 72 daha hafif olduğu ölçüldü.

Özel araçların yazdırılması: 3B yazdırma yalnızca bileşenlerin ve prototiplerin üretilmesinde kullanışlı değildir, aynı zamanda üretim sürecinde başka bir yerde kullanılabilecek özel kullanım araçları oluşturmak için de uygundur. Bunlar, hassas ölçüm aletlerinin yanı sıra kalıp ve kalıpları da içerebilir.

Pazar modifikasyonundan sonra: Arabaları değiştirmek büyük bir iştir ve bireyselleşmeyle kalabalıktan uzaklaşmak isteyen gençler, özellikle de gençler arasında sıkıntı yoktur. 3D baskı bunun için mükemmeldir, örneğin benzersiz yedek parçaların nispeten düşük maliyetle üretilmesini sağlar, örneğin yedek spoiler, ön ayırıcılar veya iç kontrol paneli panelleri.

Aşağıda, Büyük Duvar Motorları için ürettiğimiz otomotiv parçalarına örnekler verilmiştir:

Sol ön kapı paneli ve 3D formülü W kullanılarak ProtoFab SLA600 tarafından basılan hoparlör ağı 3D

Kapı panelinin detayı

Yazdırdığımız karmaşık bir ızgara yapısı

SLA Vs. CNC

Boyutsal olarak, iki parça esasen özdeşti

Yeni bir parça veya ürün geliştirirken 3B baskı ve CNC kesinlikle dikkate değerdir ve bir tekniğin diğerinden daha uygun olacağı durumlar vardır. Öyleyse, hangisine gideceğimize karar verirken aramamız gereken faktörler nelerdir?

Büyük ölçekli üretim için en iyi CNC

Yalnızca toleransları ve finişin kalitesini dikkate alırsak, CNC açık bir seçimdir. SLA 3D baskı kesinlikle yanlış değildir, ancak pürüzsüz yüzeyler elde etmek için CNC işleme ile tam olarak rekabet edemez. Ayrıca, yalnızca bir veya iki prototip değil, çok sayıda parça üretmeniz gerekiyorsa, CNC, özellikle parça yapı bakımından basitse, kesinlikle gidilecek yoldur. CNC işlemenin bir diğer avantajı da malzemelerdir. Ahşap, metal ve plastik dahil hemen hemen her malzemeyi CNC ile işleyebilirsiniz, SLA 3D baskı ise ışığa duyarlı reçine kullanmakla sınırlıdır. Bu, çeşitli popüler termoplastikleri taklit etmek için formüle edilebilir, ancak CNC bu konuda her zaman avantajını koruyacaktır.

CNC işlemi dağınık ve verimsizdir, bu durumda 25 ayrı parçanın işlenmesi ve sonra birbirine yapıştırılması gerekir.

CNC parçasının tüm parçaları birbirine yapıştırılmayı bekliyor.

SLA esnek ve verimli

Bununla birlikte, parçalar yapı olarak karmaşık olduğunda ve sadece az bir sayı gerektiğinde, 3D baskı çok daha etkili bir çözümdür. Otomotiv endüstrisi için 3D baskının avantajlarını daha iyi göstermek için, Büyük Duvar Motorları için oluşturduğumuz bir motor kapağı prototipinin örneğini ele alalım. Hem SLA 3D baskıyı hem de CNC işlemeyi kullanarak aynı parçayı üretmeye karar verdik ve sonuçlar oldukça ilginçti. Bu kısım ve bunun gibi diğer kısımlar için 3D baskının hemen hemen her alanda önemli ölçüde daha iyi olduğunu gördük.

Örneğin, 3B basılı kısım tek bir parça halinde basılabilir, oysa CNC ile işlenmiş kısım birden fazla parça halinde üretilmeli ve sonra birbirine yapıştırılmalıdır. Bu çok daha fazla emek gerektiriyordu ve 25 bölümün tümünü üretmek için üç makinenin kullanılması gerekiyordu. Çok sayıda bölüm gerekliydi çünkü CNC işlemede takım kafası hareketi sırasında oldukça kısıtlı ve daha karmaşık şekillerin üretilmesi imkansız. Ayrıca, son CNC parçası 1 kg'dan daha az ağırlığa sahipti ancak şaşırtıcı bir atık seviyesi olan 27 kg'lık bir materyal bloğundan kesildi. 3B basılı kısım için çok az reçine atığı vardı ve parça genel olarak üretilmesi daha ucuzdu.

Bu 3B baskılı motor kapağı tek parça olarak üretildi.

SLA yazıcısı için gerçek yazdırma süresi CNC işleme süresine benzerdi, ancak genel olarak CNC süreci çok daha yavaştı. Bunun nedeni, CNC işlemenin 4 saat analiz ve 6 saat yapılandırma dahil olmak üzere 10 saat hazırlık gerektirmesidir. Bu, 3D yazıcı için birkaç saatlik hazırlık süresiyle karşılaştırılır. CNC parçası ayrıca, çok sayıda bölüm halinde üretildiğinden dolayı daha fazla işleme gerektirir, 3D yazdırılan kısım ise sadece standart yıkama ve zımparalama gerektiriyordu.

CNC için ekstra bir saat yapıştırma gerekli

Ekstra yapıştırma işleminin tamamı bitişi etkiledi

Genel olarak, 3B baskının daha esnek, daha hızlı, daha verimli, daha ucuz ve daha az emek yoğun olduğu kanıtlandı. 3D baskıyla arka arkaya karşılaştırıldığında, CNC işlemenin sakıncaları özellikle belirgindir, özellikle de genel verimsizliği ve esnekliği yoktur.

Buna karşılık, 3B basılı kısım güzel ve temiz bir yüzeye sahipti.

Her iki tekniğin karşılaştırılması:

WEY VV7c'ye takılan son parça

3D baskı ve otomotiv endüstrisinin geleceği

Çin Seddi Motorları ile olan işbirliğimiz, otomotiv sektöründeki 3B baskının faydasını göstermeye yardımcı oldu ve ek üretimin geleneksel üretim tekniklerinin yerini almaya devam edeceğinden eminiz. Her ne kadar CNC işleme seri üretim ve bazı fonksiyonel parçalar için hala daha iyi olsa da, 3B baskının o kadar çok avantajı vardır ki, çoğu zaman 3B baskısı için kolay bir seçimdir. Great Wall, ihtiyaç duydukları prototipleri, geleneksel yöntemlere kıyasla çok daha hızlı ve çok daha düşük maliyetle ve aynı zamanda tüm geliştirme aşaması boyunca büyük ölçüde geliştirilmiş esneklikle elde edebildi. Bu tür avantajlarla, 3 boyutlu baskının otomotiv endüstrisinin merkezinde olacağı açıktır.

SLA 3D prototipleme, baskı ekipmanı ve malzeme seçeneklerimizle daha kolaydır