Druk 3D w produkcji samochodów
Druk 3D przestał być narzędziem wyłącznie do prototypowania i stał się standardem w przemyśle motoryzacyjnym — od szybkich prototypów, przez produkcję funkcjonalnych części z materiałów takich jak ASA, PETG, TPU czy PEEK, po części zamienne na żądanie i rekonstrukcję zabytkowych aut. Liderami wdrożeń są m.in. BMW, Ford i Grupa Volkswagen, które integrują druk addytywny na każdym etapie produkcji.
Znaczenie druku 3D w przemyśle auto-moto stale wzrasta. Rozwój technologii 3D, nowych materiałów i dokładniejszych drukarek pozwala integrować druk 3D w proces produkcji nie tylko na etapie prototypowania, ale także testów, do produkcji części czy wykonywania specjalnych zamówień.
Druk 3D w produkcji samochodów
Czasy, w których producenci samochodów wykorzystywali druk 3D wyłącznie do prototypowania dawno minęły. Obecnie druk 3D z innowacji przerodził się w standard w branży, i znajduje zastosowanie na każdym etapie produkcji. Dowiedz się, jak druk 3D zmienia przemysł auto-moto i otwiera drzwi na nowe możliwości.
Zastosowania druku 3D w przemyśle auto-moto
Prototypowanie i testy
Szybkie prototypowanie pozostaje jedną z największych zalet druku 3D. Produkcja pojedynczych części na drukarce 3D jest znacznie szybsza i tańsza niż w przypadku tradycyjnych metod, co daje większą swobodę przy próbowaniu wielu różnych rozwiązań i geometrii.
Specjalistyczne drukarki 3D pozwalają w druku wykorzystać wydajne materiały takie jak nylon, włókna węglowe, i stopy metali. To sprawia, że prototypy wydrukowane w 3D są bardzo dokładnie odpowiadają gotowym częściom nie tylko pod względem wyglądu, ale także wytrzymałości termicznej, mechanicznej czy elastyczności. Takie prototypy mogą być wykorzystywane do testów funkcjonalności i bezpieczeństwa już na wczesnym etapie produkcji, co usprawnia cały proces i sprawia że wprowadzanie zmian jest prostsze i mniej kosztowne.
Natomiast łatwe skalowanie modeli pozwala wykorzystywać druk 3D do tworzenia prototypów całego designu samochodu w dowolnym kolorze i dopracować projekt pod kwestią wizualną.
Produkcja części
Możliwości drukarek 3D pod względem precyzji i wytrzymałości wydruków stale rosną. Specjalistyczne drukarki są zdolne wytworzyć części, które wpasowują się idealnie w skomplikowane mechanizmy we wnętrzu samochodu i spełniają rygorystyczne wymagania bezpieczeństwa branży auto-moto.
Często używane w produkcji części materiały to:
- ASA: do elementów zewnętrznych (ze względu na doskonałą odporność na promieniowanie UV)
- PETG: do wytrzymałych elementów mechanicznych
- TPU: do elementów elastycznych, takich jak uszczelki i uszczelnienia
- PEEK: do komponentów wymagających maksymalnej odporności na wysoką temperaturę.
Szeroki wachlarz dostępnych filamentów i proszków metalowych i polimerowych umożliwia drukowanie części takich jak:
- kanały powietrzne i kanały prowadzenia płynów,
- wsporniki, zatrzaski, nakrętki
- obudowy silnika, akumulatora czy modułów elektronicznych w samochodach elektrycznych,
- elementy wyposażenia wnętrza,
- elementy wykończenia nadwozia.
Części zamienne
Druk 3D odgrywa ważną rolę w sporze o prawo do naprawy. Technologia druku addytywnego idealnie nadaje się do szybkiej produkcji dużej ilości niewielkich części, co pozwala zapewnić szybką dostępność komponentów. Drukowanie na żądanie z plików cyfrowych może uprościć logistykę związaną z produkcją części zamiennych przez producentów: zlikwidować problem przechowywania przechowywania zapasu części, które mogłyby nie zostać wykorzystane, oraz skrócić łańcuch dostaw.
Rekonstrukcja zabytkowych samochodów
W klasycznych samochodach części mogą niszczeć zarówno z powodu przeciążeń, jak i pod wpływem czasu i tzw “zmęczenia materiału”, dlatego utrzymanie ich w dobrej kondycji wymaga stałej pracy. Jeszcze niedawno, fani zabytkowych samochodów mieli dwie opcje: szukać części na wysypiskach we wrakach starych maszyn, lub kupować części po wysokich cenach od kolekcjonerów. W przypadku rzadszych modeli lub samochodów, które są szczególnie stare, autentyczne części mogą być całkowicie niedostępne. Druk 3D daje jednak zupełnie nowe możliwości.
Druk 3D może być wykorzystywany zarówno do bezpośredniego wydruku, jak i do wzoru do odlewu. Skanowanie i modelowanie cyfrowe umożliwia dokładne odtworzenie niedostępnych w sprzedaży, wycofanych z produkcji części na podstawie zachowanych odpowiedników, a nawet uszkodzone lub niekompletne części czy schematów technicznych.
Niektóre zabytkowe samochody muszą być przystosowane do współczesnych standardów, aby zostać dopuszczone do ruchu po drodze, np. podczas rajdów. Druk 3D umożliwia tworzenie niestandardowych części, takich jak zamocowania dla pasów bezpieczeństwa.
Którzy producenci samochodów wykorzystują druk 3D?
Obecnie, możliwości druku 3D w produkcji samochodów wykorzystują praktycznie wszystkie znaczące firmy na rynku.
Do liderów w integracji druku 3D w proces produkcji samochodów należą:
- BMW: wykorzystuje druk 3D w produkcji od 1991 roku, obecnie wytwarza ok. 400 tys. drukowanych w 3D części rocznie, z czego większość powstaje w dedykowanym ośrodku w Oberschleissheim w Niemczech,
- Ford: pionier w stosowaniu druku 3D do tworzenia prototypów i oprzyrządowania wykorzystywanego na linii produkcyjnej,
- Grupa Volkswagen: grupa, w której skład wchodzą marki Audi, Porsche, Skoda, Bentley, Lamborghini i Bugatti otworzyła centrum druku 3D w swoim “miasteczku samochodowym” Autostadt w Wolfsburgu. Volksvagen wykorzystuje druk 3D do produkcji funkcjonalnych prototypów, części zamiennych starszych modeli oraz komponentów do nowych samochodów.
Do czego wykorzystuje się druk 3D w przemyśle motoryzacyjnym?
Druk 3D stosuje się na każdym etapie produkcji samochodów — od szybkiego prototypowania i testów funkcjonalnych, przez produkcję gotowych części, po wytwarzanie części zamiennych na żądanie oraz rekonstrukcję komponentów do zabytkowych aut.
Jakie materiały wykorzystuje się do druku 3D części samochodowych?
Najczęściej stosowane materiały to ASA (odporny na UV, do elementów zewnętrznych), PETG (wytrzymałe elementy mechaniczne), TPU (elementy elastyczne, np. uszczelki) oraz PEEK (części pracujące w wysokiej temperaturze). Wykorzystuje się także nylon, włókna węglowe oraz proszki metalowe i polimerowe.
Czy można wydrukować części do starych, zabytkowych samochodów?
Tak. Dzięki skanowaniu i modelowaniu cyfrowemu można odtworzyć wycofane z produkcji lub niedostępne części na podstawie zachowanych odpowiedników, a nawet uszkodzonych elementów czy schematów technicznych. Druk 3D umożliwia też tworzenie niestandardowych części, np. mocowań pasów bezpieczeństwa.
Którzy producenci samochodów korzystają z druku 3D?
Praktycznie wszyscy znaczący producenci. Liderami wdrożeń są BMW (od 1991 roku, ok. 400 tys. części rocznie), Ford (pionier w prototypowaniu i oprzyrządowaniu) oraz Grupa Volkswagen z centrum druku 3D w Autostadt w Wolfsburgu, obejmująca marki Audi, Porsche, Skoda, Bentley, Lamborghini i Bugatti.
Źródła:
- https://www.bmwgroup.com/en/news/general/2024/production-with-3d-printing.html
- https://www.voxelmatters.com/inside-the-volkswagen-3d-printing-center-at-the-autostadt/
- https://www.raise3d.com/blog/3d-printing-automotive-industry/
- https://www.caranddriver.com/features/a62789568/3d-printing-technology-keeping-old-cars-running/
- https://autoprint3d.com/en/classic-car-restoration/
Copywriterka w redakcji print24.com.pl od 2024 roku. Tworzy przejrzyste poradniki, które pomagają dobrać odpowiednie materiały eksploatacyjne do drukarek, i przybliża czytelnikom nowinki ze świata drukowania. Z wykształcenia magister filologii angielskiej ze specjalnością tłumaczeniową, posługuje się polskim, angielskim i japońskim. Prywatnie — pasjonatka kultury Dalekiego Wschodu, podróży i fotografii.