Применение аддитивной технологии в сфере изготовления автомобильных деталей

Если самостоятельное создание автомобилей станет реальностью, то существующие правила проектирования будут нарушаться. Чтобы исправить это, нужно параллельно создавать анализирующие технологии, способные автоматически определять и исправлять ошибки/нарушения.Развитие аддитивной технологии сделает самостоятельное проектирование автомобилей реальным и возможным. TeslaMotors как раз работает в данном направлении. С момента своего основания компания практикует подход, в котором будущие владельцы машин принимают активное участие в проектировании транспортных устройств.Использование 3D-печати в процессе производстваУже сейчас совместная работа компании Divergent 3D по использованию аддитивные технологии позволят Peugeot значительно уменьшить вес кузовов своих автомобилей, а также приносит компании экономические выгоды.Известно, что шасси является самой тяжелой частью автомобиля. Применив технологию трехмерной печати для создания шасси, можно снизить общий вес автомобиля до 50%. Кроме того, 3D-печать позволит до 75% уменьшить количество производимых деталей и, соответственно, сократить затраты на производство.Технология позволяет исключить из производства процессы, отнимающие массу времени и ресурсов, например, сварку и крепеж. Divergent 3D предлагает использовать вместо них модульные структуры, сделанные из 3D-печатных узлов, которые соединяют стандартизированные материалы.Сейчас в автомобильной промышленности технология 3D-печати пока применяется лишь в рамках небольших экспериментальных программ по созданию отдельных деталей. Но Divergent 3D предлагает полностью переосмыслить процесс производства машин. Результат, к которому планируется прийти — более легкие, безопасные, дешевые в производстве и экологически чистые автомобили.Возможности 3D-печати широко использует не только французский автоконцерн, но и американскаяGeneralElectric. Стало известно, что корпорация собирается купить два крупных стартапа по производству 3D-принтеров — шведскийArcam и немецкую SLM SolutionsGroup.За последние шесть лет GE уже вложила в технологии 3D-печати около $1,5 млрд. Arcam и SLM Solutions общей стоимостью $1,4 млрд станут естественным продолжением инвестиций компании в этом направлении.А Bugatti напечатала первый в мире тормозной суппорт.Этот суппорт изготовлен из титана. В компании говорят, что на сегодняшний день это самая большая деталь, которую когда-либо печатали из титана. Смысл проекта был в том, чтобы показать применимость 3D-печати в автомобилестроении.Рисунок 2. Титановый тормозной суппортКак правило, в автомобилях используются суппорты из алюминия. Но инженеры Bugatti говорят, что их прототип на 40% долговечнее и эффективнее аналогв. Одновременно он легче аналогов. Предположение о том, что суппорт из титана будет более совершенным было уже давно. Но традиционные технологии штамповки деталей не позволяли использовать этот материал в производстве. Развитие аддитивных технологий изменило ситуацию и позволило создать инновационный прототип.Сделать тормозной суппорт, Bugatti помогла компанию LaserZentrumNord, у которой в наличии есть подходящий 3D-принтер для титановой печати. Принтер оснащен четырьмя 400-ваттными лазерами. Печать суппорта заняла 45 часов. За это время было нанесено 2213 отдельных слоев титана. После этого деталь была подвергнута термической обработке, чтобы обеспечить прочность, и срезан лишний материал для создания конечного продукта. Суппорт начали уже начали испытывать.Конечно пока очевидно, что это не массовый продукт. Bugattiможет себе позволить чуть более медленный процесс производства, но ее инженеры уверяют, что ищут способы сокращения сроков производства. Они считают, что печать будет полезна не только для суперкаров, которые стоят сотни тысяч долларов, но и для производства массовых моделей автомобилей.Не так давно фирма Daimler-Benz запустила промышленную 3D печать металлических компонентов из легких сплавов. К примеру, корпуса термостатов изготавливают как раз этим образом. При этом деталь производится почти готовой, не требуя дополнительной обработки, лишь только снятие технологической опоры.Применение 3D-печати при изготовлении запасных частей, ремонте и тюнинге автомобилейАддитивные технологии также позволяют современному производству мигрировать из продуктового в сервисный сегмент.Простой пример, уже реализованный на практике, – беспилотный летательный аппарат полностью напечатанный на 3D-принтере. Вместо того чтобы отправлять ремонтировать беспилотник на завод, необходимые элементы можно будет печатать прямо на месте. Обусловлено это тем, что при его проектировании и изготовлении все основные процессы были автоматизированы. А сроки их изготовления таковы, что нет никакой нужды держать на заводе большой запас запчастей для этой техники. Можно распространить подобную практику и при эксплуатации автомобилей по следующим причинам, основаниям и возможностям:- решает проблемуприобретения комплектующих на редкие или старые автомобили.Изготовить редкую деталь дешевле и проще, чем искать деталь 20-летней давности.- поможет решить проблему ремонта мелких деталей, типа форсунок омывателя или заглушки на печку, которые нельзя купить отдельно от агрегата или механизма.- исключает недочеты интернет-покупок, связанные с риском получить от продавцовнекачественные покупки, так как до сих пор некоторые продавцы пользуются тем, что покупатели проверяют качество покупки только после оплаты.- возникает возможность изготовить деталь по обломкам или чертежу. Есть возможность воспроизвести агрегат или запасную часть по обломкам старой: специальные программы “достраивают”.- появляется потенциал улучшить характеристики детали. Можно убрать лишние элементы, усилить слабые места, сделать удобные крепления, оптимизировать форму и так далее.- сокращается срок производства за счет исключения части технологических переделов. Возможно перейти от 3D-модели сразу к готовому изделию. CAD-программы оптимизированы для трехмерной печати. Не нужно строить огромное производство для литья и механической обработки комплектующих, создавать дополнительную инфраструктуру, оплачивать труд штата сотрудников.- Сокращается стоимость изделия.Ниша трехмерной печати - рынок малых партий и единичных экземпляров. Традиционное производство в таких случаях получается слишком дорогим и нерентабельным, производители запчастей не хотят изготавливать продукцию маленькими объемами. - сохранения уровня качества и надежности, Детали, изготовленные на 3В-принтере аналогично литью и штамповке.Пластиковые элементы “печатают” уже давно, а печать металлических запчастей и агрегатов: например, элементы цилиндропоршневой группы, корпуса термостатов, рулевые рейки только осваиваются.Описанные выше направления использования аддитивных технологий отличаются не только масштабом применения инновационной технологии, но и степенью использования. Если первое направление единичного использования, редкие экземпляры, выставочные образцы, то третье направления используется все шире и шире.Список используемой литературы:Михайлова А. Е., Дошина А. Д. 3D принтер — технология будущего // Молодой ученый. — 2015. — №20. — С. 40-44.Игнашилин В.А., Как 3D печать уничтожит традиционный рынок запчастей//Колеса. - 2017. — №23. — С. 13-16.Горьков Д.В 3D печать в малом бизнесе. М.: Изд. АСВ, 2012. 143 с.Таджиева З., Аддитивные технологии: перспективы и тенденции//Аддитивные технологии. – 2017. - №4. – С32-36.П.П. Серебреницкий, А.С. Тетенькин., Аддитивные технологии в ремонтном производстве//Аддитивные технологии. – 2017. - №4. – С52-53.