Hoe wordt een idee voor een auto werkelijkheid? Het vormen van een idee is niet veel veranderd. Maar de manier waarop het werkelijkheid wordt, is wel gemoderniseerd. In Industrie 4.0 heeft additive manufacturing de productie in veel sectoren, met name de auto-industrie, ingrijpend veranderd.
Automodelontwerp
Nadat de autoontwerper de inspiratie en het concept in overleg heeft uitgewerkt, maakt het autobedrijf een kleimodel op schaal 1:5 van verschillende ontwerpvarianten. Na beoordeling worden 2-3 varianten geselecteerd, waarna een kleimodel op ware grootte (schaal 1:1) wordt gemaakt. Vervolgens worden windtesten uitgevoerd, aanpassingen gedaan en het definitieve ontwerp vastgesteld.
Het traditionele kleimodel van een auto op ware grootte wordt volledig met de hand gemaakt. Deze methode is tijdrovend en arbeidsintensief en de kwaliteit van het model kan niet altijd gegarandeerd worden. Het duurt ongeveer drie maanden om een compleet automodel te maken. Dankzij technologische vooruitgang worden de automodellen op ware grootte van grote autofabrikanten tegenwoordig gefreesd met 5-assige freesmachines. Het duurt minstens een maand om op deze manier een automodel te maken.
Met de grootschalige SLA 3D-printers van JS Additive kan een automodel op ware grootte in slechts enkele dagen worden geprint door de gegevens op de computer aan te passen. In vergelijking met het maken van een automodel van klei kan 3D-printen het proces minstens vijf keer verkorten, de kosten halveren en is er geen handmatig boetseren meer nodig.
Technische ontwerpfase
In deze fase worden de assemblage en de onderdelen van het complete voertuig ontworpen, evenals de afstemming van de tegenstrijdigheden tussen de verschillende onderdelen en het gehele voertuig. Elk nieuw voertuig bestaat uit meer dan 20.000 onderdelen, waarvan vele niet in de matrijsfase worden geproduceerd. Daarom worden de originele testonderdelen en de uiteindelijke assemblageproducten allemaal vervaardigd met behulp van CNC-bewerking en plaatbewerking.
Ten eerste hangen het oppervlakte-effect en de nauwkeurigheid van CNC-bewerkingsprototypes sterk samen met de vaardigheden van de programmeurs. Ten tweede zijn voor sommige werkstukken met complexe vormen en veel bewerkingsvlakken vijfassige bewerkingscentra nodig, wat duur is en soms zelfs onmogelijk is om ze correct te bewerken.
JS Additive 3D combineert SLA 3D-printing met vacuümvormen (lage drukinfusie) om een snelle methode voor het maken van mallen te creëren. Eerst print de uiterst nauwkeurige SLA-printer van JS Additive een prototype van het product; vervolgens wordt met dit 3D-prototype een siliconenmal onder vacuümdruk geproduceerd; ten slotte wordt het product, door middel van gieten met een materiaal zoals PU onder lage druk en vacuüm, voltooid. De prestaties zijn vergelijkbaar met die van spuitgegoten producten en kunnen onderdelen van ABS, PC, rubber en andere materialen vervangen. Dit garandeert niet alleen nauwkeurigheid en verlaagt de kosten, maar verbetert ook de productie-efficiëntie aanzienlijk!
Bijvoorbeeld: een auto heeft veel verschillende grille- en gebogen oppervlaktestructuren. Dit soort complexe, volledig gestructureerde modellen is erg moeilijk te bewerken met traditionele machines. Door deze complexe onderdelen 3D te printen en ze vervolgens in het voertuigmodel te integreren, kan het gewenste effect worden bereikt.
Prototype testfase
Het testen van een voertuigprototype omvat twee aspecten: prestatie- en betrouwbaarheidstests. Prestatietests zijn voornamelijk bedoeld om te controleren of het prototype aan de ontwerpvereisten voldoet. Betrouwbaarheidstests verifiëren de sterkte en duurzaamheid van het voertuig. Tests voor auto's omvatten onder andere windtunneltests, veldtests, wegtests en crashtests.
In deze fase worden er hoge eisen gesteld aan de materialen van de testonderdelen. Onderdelen met een hoge structurele sterkte moeten CNC-gefreesd worden. Voor interieur- en exterieuronderdelen van auto's kunnen 3D-printing en vacuümvormen worden toegepast.
Massaproductie van automobielvormen
Bij gietvormtechnologie wordt gebruikgemaakt van materialen met een gemakkelijk te vormen vorm. Deze vorm wordt vervolgens in een zandvorm geplaatst, waardoor een holte ontstaat met dezelfde afmetingen als het te gieten onderdeel. Vervolgens wordt er vloeibaar gietmateriaal in de holte gegoten. Na afkoeling stolt het gietmateriaal en krijgt het exact dezelfde vorm als het te gieten onderdeel. De eisen aan gietvormen voor bijvoorbeeld auto-onderdelen zoals carrosseriedelen en cilinderblokken liggen vaak tussen de 10 en 20 micron. Traditionele CNC-bewerking voor het maken van prototypes kan aan deze eisen voldoen, maar is tijdrovend en kostbaar.
De JS Additive 1700 grootformaat SLA 3D-printer met multi-laserkop kan worden gebruikt voor het maken van prototypes van zandvormen. De uiterst nauwkeurige SLA 3D-printtechnologie garandeert maximale nauwkeurigheid van het productprototype. Dit helpt gieterijen om het productieproces te vereenvoudigen en de kosten te verlagen.
Onderhoudsfase na de verkoop
Gebruikers van hoogwaardige, gepersonaliseerde voertuigen zoals sportwagens en getunede auto's bestellen doorgaans een aantal vervangende accessoires bij fabrikanten in het buitenland of laten deze op eigen kosten via mallen produceren.
Er zijn maar weinig klanten die 3D-printtechnologie overwegen. Het kan echter zeer kosteneffectief zijn om die onderdelen met SLA-printing te produceren.
Geplaatst op: 7 mei 2022
