Desde el laboratorio hasta la línea de producción, el futuro de la impresión 3D es el futuro del aligeramiento del automóvil

Aunque los coches impresos en 3D han recorrido un largo camino, todavía puede llevar algún tiempo entrar en la era de la producción en masa. La mayoría de los proyectos de automóviles impresos en 3D son prototipos o piezas de automóviles impresas en 3D. A pesar de los grandes avances en optimización, diseño y sostenibilidad, la tecnología de impresión 3D todavía no puede imprimir un automóvil completo.

En este caso, algunas personas piensan que la impresión 3D es sólo un truco y no tiene mucha importancia en todo el sistema de producción de la industria automotriz. ¿Es realmente así?

De hecho, esta pregunta ya tiene una respuesta clara por parte de los principales fabricantes de automóviles. Aunque la impresión 3D aún no es capaz de producir componentes centrales similares a las tres partes principales de los automóviles en lotes a bajo costo y alta eficiencia. Pero en otros aspectos, la impresión 3D puede desempeñar un buen papel sustitutivo y es la guinda del pastel en la cadena de producción de vehículos.

La impresión 3D se concentra principalmente en el mercado de autopartes

La carrocería liviana es un factor importante para que los automóviles japoneses reduzcan el peso sin reducir la resistencia. Algunos amigos piensan que los automóviles japoneses son livianos. peso. Sin embargo, los resultados recientes de las pruebas de choque de China Insurance Research también confirmaron que los automóviles japoneses con carrocerías "más livianas" son en realidad más seguros. La resistencia a la seguridad de la estructura de la carrocería del vehículo no está directamente relacionada con su propio peso. Por ejemplo, en los automóviles se utilizan habitualmente materiales de aleación de aluminio y placas de acero. Aunque la aleación de aluminio es liviana, es mucho más fuerte que los materiales de placa de acero y más resistente a las colisiones.

En cuanto a la fabricación de carrocerías, las empresas japonesas han añadido la impresión 3D a sus líneas de producción como su baza. A principios de este año, el departamento de I+D de Honda colaboró ​​con la empresa de software Autodesk. Las dos partes diseñaron un componente del cigüeñal y utilizaron tecnología de impresión 3D para producir muestras, logrando así vehículos ligeros y mejorando la economía de combustible del motor. Debido a la particularidad de los materiales de los componentes del cigüeñal y los procesos de fabricación, la estructura general del cigüeñal no ha cambiado mucho desde el nacimiento del motor. Ahora, con la aplicación de la tecnología de impresión 3D, el diseño de Honda será un 30% más ligero que los productos anteriores, lo que se puede decir que supone un nuevo avance.

Además, Honda también se ha comprometido a utilizar tecnología de impresión 3D y soluciones de diseño inteligente para optimizar el diseño de piezas de automóvil. Hasta ahora, Honda ha mejorado una variedad de piezas de automóviles, como soportes para cinturones de seguridad, unidades de control del motor y marcos, y también ha utilizado tecnología 3D para lograr piezas de carrocería más ligeras.

Hablando de peso ligero, la tecnología de impresión 3D puede imprimir una variedad de materiales con diferentes propiedades mecánicas al mismo tiempo. Esta característica es utilizada por muchos fabricantes en el diseño y evaluación de productos durante la etapa de investigación y desarrollo de piezas interiores de automóviles. . Se pueden crear prototipos de volantes, paneles de instrumentos, extractores de aire acondicionado, joysticks de automóviles y otras piezas compuestas de una variedad de materiales y procesos con la ayuda de equipos y tecnología de impresión 3D.

Por ejemplo, en 2017, Mercedes-Benz dio un paso importante en su transformación de fabricación: utilizando tecnología de impresión 3D para producir piezas metálicas, incluidos termostatos para camiones Mercedes-Benz, el termostato se imprime en 3D utilizando aluminio fundido. aleación. No sólo eso, Mercedes-Benz dice que la pieza pasó todas las rigurosas pruebas de calidad.

Porsche incluso utilizó tecnología de impresión 3D este año para imprimir un nuevo tipo de asiento de asiento completo, que está hecho de un nuevo material y tiene una estructura única construida con tecnología de impresión 3D. Los nuevos asientos no sólo son más ergonómicos, sino que también son más ligeros y ofrecen un mayor confort de marcha. Según Michael Steiner, miembro del Comité Ejecutivo de Investigación y Desarrollo de Porsche, el lanzamiento de los nuevos asientos envolventes impresos en 3D permite a Porsche ofrecer una vez más a los clientes de automóviles de producción la oportunidad de experimentar el deporte del motor.

Porsche puede ofrecer a sus clientes servicios personalizados y los clientes pueden elegir entre tres durezas: blanda, media y dura. Porsche planea producir un número limitado de 40 asientos personalizados impresos en 3D en 2020 para su uso en los modelos Porsche 911 y 718, con cinturones de seguridad de seis puntos para su uso en la pista. Una vez que se reciban los comentarios de estos clientes, Porsche lanzará estos asientos como parte de un servicio personalizado a mediados de 2021.

Para Mercedes-Benz y Honda, integrar la tecnología de impresión 3D en el proceso de fabricación de automóviles es sólo la punta del iceberg.

Empresas de automóviles como BMW, Volkswagen, Ford y Honda están explorando las posibilidades que la impresión 3D puede aportar a la producción y fabricación de automóviles en sus respectivos centros de diseño. En comparación con los procesos tradicionales de fabricación de automóviles, la tecnología de impresión 3D puede ahorrar más a las empresas de automóviles. costo, acortando el tiempo desde la I+D hasta el mercado, pero la tecnología de impresión 3D ahora solo se puede aplicar a la producción de piezas de automóviles. No subestimes estas piezas de automóvil. Las impresoras 3D pueden funcionar las 24 horas del día y pueden realizar producción inversa a través de los datos que reciben. Esto puede hacer que todo el proceso de fabricación de automóviles sea más flexible y modificable, lo que hace que la fabricación de automóviles sea más eficiente.

La impresión 3D cambia las "reglas del juego" en la industria de los vehículos eléctricos.

Especialmente para la industria de los vehículos eléctricos, la impresión 3D de piezas ligeras "cambiará las reglas del juego". Actualmente, las preocupaciones de los consumidores sobre la autonomía limitada son un obstáculo importante para la promoción de los vehículos eléctricos, y el aligeramiento de los vehículos no sólo puede mejorar la economía de combustible sino también ampliar la autonomía.

Tomemos a Tesla como ejemplo. Como líder absoluto en el mercado de vehículos eléctricos, Tesla parece estar utilizando un proceso DED de polímero multiaxial para depositar materiales en la superficie tridimensional de piezas moldeadas por inyección. para darle la forma deseada. Stratasys y Siemens (junto con Boeing y Ford) han estado desarrollando este hardware de impresión 3D, principalmente para depositar materiales compuestos.

A partir de esta base, Tesla Motors busca adoptar más ampliamente la tecnología de impresión 3D para aumentar la productividad. Hace unos días, Tesla publicó su último aviso de contratación para contratar técnicos de fabricación aditiva para su Gigafábrica en Nevada, EE. UU. Mencionó el rápido desarrollo de su negocio de fabricación aditiva, lo que indica que Tesla es optimista sobre el potencial de la tecnología. , es probable que se incluya en más aplicaciones en el futuro.

El aviso de contratación oficial de Tesla dice: “Tesla está buscando un talento que esté ansioso por triunfar y tenga las habilidades necesarias para operar equipos de impresión 3D SLA/SLS/FDM para expandir aún más su negocio rápido”, también enumera Tesla. responsabilidades clave y habilidades de calificación en el puesto de trabajo, incluida la capacidad de configurar diferentes funciones del sistema y dirigir todo el trabajo relacionado con el mantenimiento de la máquina, así como experiencia laboral en impresión 3D y conocimiento de la fabricación aditiva. Pasión por las industrias de fabricación y de impresión 3D. . En términos de habilidades profesionales, Tesla requiere que los candidatos estén familiarizados con CATIA, SolidWorks, Pro?E, Rhino u otro software de dibujo CAD y tengan un título de dos años o un certificado técnico en el campo.

Quizás algún día veamos cada vez más tecnología de impresión 3D aplicada a los modelos de Tesla, e incluso eventualmente todo el automóvil se fabricará íntegramente utilizando tecnología de impresión 3D. Pero ahora, una empresa está cada vez más cerca de hacer realidad el "último sueño" de Tesla.

Esta empresa es XEV, una empresa europea con sede en Turín, Italia. XEV es una empresa europea con sede en Turín, Italia, con miembros del equipo de conocidas empresas automovilísticas como BMW y Volkswagen. XEV es el primero en aplicar la tecnología de impresión 3D a la I+D y la producción de automóviles para reducir los costos de fabricación de automóviles y satisfacer necesidades altamente personalizadas.

El núcleo de la innovadora fábrica de automóviles XEV es la solución inteligente de fabricación aditiva, que utiliza múltiples impresoras 3D de grado automotriz para crear una línea de producción de impresión 3D automotriz respetuosa con el medio ambiente, eficiente y de bajo costo. Las innovadoras fábricas de vehículos de XEV pueden reducir los costos y el tiempo de desarrollo de vehículos nuevos hasta en un 90% en comparación con las líneas de producción de vehículos tradicionales. Además, en términos de seguridad, la tecnología de impresión 3D puede comenzar desde la estructura interna de la pieza, mejorando así la resistencia de la pieza, en comparación con el uso de procesos tradicionales, las piezas producidas son más fuertes y seguras.

En marzo de 2019, XEV firmó el primer contrato de producción de vehículos de fabricación aditiva de grado automotriz con JMC Company en la isla de Jeju, Corea del Sur. La solución de producción inteligente incluye 50 impresoras 3D y 4 estaciones de posprocesamiento, con. un precio total de más de 3 millones de euros. Al mismo tiempo, XEV mantiene una estrecha cooperación con conocidas empresas automovilísticas como BMW y Volkswagen para proporcionarles soluciones de producción inteligentes líderes en el mundo.

El coche impreso en 3D YOYO es el último producto de XEV. Aunque es sólo el primer lote de prototipos, YOYO ha superado varias certificaciones. Después de PT0, YOYO también pasará el proceso de verificación de la línea de producción de "PT1, PT2, SOP" para verificar la precisión del molde, la racionalidad del proceso de producción y la certificación final del ritmo de la estación en la línea de montaje, y conducirá montaje y pruebas de vehículos.

Después de pasar la certificación E-Mark (certificación de la UE), se puede vender en el mercado europeo.

Como el primer vehículo de nueva energía impreso en 3D producido en masa en el mundo, YOYO es pequeño en tamaño pero no pequeño en espacio. El interior ha sido probado exhaustivamente desde el punto de vista ergonómico para que todos puedan encontrar la posición más cómoda para sentarse. Además de las cero emisiones, la energía eléctrica pura también libera una gran cantidad de espacio, lo que, junto con el diseño de las puertas sin marco y el techo corredizo panorámico, brindará una experiencia de ventilación incomparable.

La característica más importante de YOYO es la seguridad. La tecnología de impresión 3D tiene ventajas únicas en términos de seguridad: por ejemplo, la estructura interna de las piezas es más fácil de controlar y la resistencia de las piezas se puede mejorar enormemente, lo que también mejorará la seguridad y fiabilidad de todo el vehículo.

Se informa que el primer lote de vehículos de nueva energía YOYO se entregará a finales de diciembre de este año. El volumen de reservas actual de vehículos de nueva energía YOYO en Europa ha superado las 34.000 unidades y se convertirá en el XEV de China. La mayor empresa exportadora de vehículos de nuevas energías también se ampliará en los próximos años. Me pregunto si la gente comprará un coche impreso en 3D que pese 550 kilogramos.

People's Auto Review

El uso de la tecnología de impresión 3D puede satisfacer mejor las necesidades de las empresas de automóviles. En la altamente competitiva industria de fabricación de automóviles, cada vez más fabricantes están adoptando la tecnología de impresión 3D para probar productos de bajo costo y fabricar accesorios personalizados antes de la producción en masa. Aunque la tecnología de impresión 3D convencional actual solo se queda en la etapa de producción de muestras y aún no puede ingresar a la etapa de producción en masa. Pero solo en la etapa de producción de prueba de muestra, ha ahorrado a las empresas muchos costos y tiempo. Creo que en el futuro, la impresión 3D definitivamente traerá grandes avances a la industria automotriz. Los vehículos de nueva energía como el YOYO que se producen en masa mediante impresión 3D aparecerán cada vez más en las listas de compra de automóviles de las personas.

Este artículo fue escrito por el autor de Autohome y no representa las opiniones de Autohome.