Как идея автомобиля воплощается в реальность? Сам процесс формирования идеи практически не изменился. Однако способы её воплощения в жизнь претерпели значительные изменения. В рамках Индустрии 4.0 аддитивное производство изменило производство во многих отраслях, особенно в автомобильной.
Дизайн модели автомобиля
После того, как дизайнер автомобиля разработает концепцию и идеи в ходе обсуждений и обмена информацией, автомобильная компания изготовит глиняные модели в масштабе 1:5 для различных вариантов дизайна. После рассмотрения будут выбраны 2-3 варианта, а затем изготовлены полноразмерные глиняные модели в масштабе 1:1. Затем проведут ветротехнические испытания, внесут изменения и определят окончательный план.
Традиционная полноразмерная глиняная модель автомобиля полностью вырезается искусственно. Этот метод трудоемкий и занимает много времени, а качество модели не может быть гарантировано. На изготовление одной модели автомобиля уходит около 3 месяцев. С развитием технологий полноразмерные модели автомобилей крупных автопроизводителей в основном изготавливаются на 5-осевых фрезерных станках. На изготовление модели таким способом уходит не менее месяца.
С помощью крупномасштабных SLA 3D-принтеров JS Additive модель автомобиля в масштабе 1:1 можно напечатать всего за несколько дней, модифицируя данные на компьютере. По сравнению с глиняными моделями автомобилей, 3D-печать позволяет сократить процесс как минимум в пять раз, снизить стоимость вдвое и не требует использования искусственных скульптур.
Этап инженерного проектирования
На этом этапе разрабатывается конструкция сборки и конструкция отдельных частей всего автомобиля, а также координируется противоречие между узлами и целым автомобилем. Каждый новый автомобиль состоит более чем из 20 000 деталей, и многие из них еще не находятся на стадии изготовления пресс-форм. Поэтому все исходные тестовые детали и сборочные изделия изготавливаются с помощью станков с ЧПУ и листового металла.
Во-первых, качество поверхности и точность изготовления прототипов на станках с ЧПУ во многом зависят от навыков программистов. Во-вторых, для некоторых заготовок сложной формы и с большим количеством обрабатываемых поверхностей необходимы пятиосевые обрабатывающие центры, что дорого и даже невозможно обеспечить надлежащую обработку.
Компания JS Additive 3D сочетает SLA-3D-печать с вакуумным формованием (инфузионной обработкой под низким давлением), создавая метод быстрого изготовления пресс-форм. Сначала высокоточный SLA-принтер JS Additive печатает прототип изделия; затем из этого 3D-прототипа под вакуумом изготавливается силиконовая форма; и, наконец, изделие отливается из такого материала, как полиуретан, в условиях низкого вакуума. По своим характеристикам изделие сравнимо с готовыми изделиями, изготовленными методом литья под давлением, и может заменить детали из ABS, PC, резины и других материалов. Это не только обеспечивает точность и снижает затраты, но и значительно повышает эффективность производства!
Например: у автомобиля множество элементов передней решетки и изогнутых поверхностей. Создание такой сложной 3D-модели, состоящей из множества деталей, очень сложно осуществить на традиционных станках. Однако, используя 3D-печать этих сложных фрагментов и их последующую установку в модель автомобиля, можно добиться желаемого эффекта.
Этап тестирования прототипа
Испытания прототипов транспортных средств включают два аспекта: испытания на производительность и испытания на надежность. Испытания на производительность в основном предназначены для проверки соответствия проектным требованиям. Испытания на надежность направлены на проверку прочности и долговечности транспортного средства. Автомобильные испытания включают испытания в аэродинамической трубе, полевые испытания, дорожные испытания, краш-тесты и т. д.
На данном этапе к материалам испытательных образцов предъявляются высокие требования. Детали, обладающие структурной прочностью, должны обрабатываться на станках с ЧПУ. Для деталей интерьера и экстерьера автомобилей могут применяться 3D-печать и вакуумное компаундирование.
Массовое производство автомобильных пресс-форм
Технология литья в формы предполагает использование материалов, легко поддающихся формовке, затем форму помещают в песчаную форму, так что в песчаной форме формируется полость, соответствующая размерам детали, после чего в полость заливают жидкий материал. После охлаждения и затвердевания жидкий материал точно повторяет форму детали. Требования к литьевым формам, например, для деталей автомобильных крышек и блоков цилиндров, достигают 10–20 микрон. Традиционное изготовление прототипов на станках с ЧПУ может соответствовать этим требованиям, но это трудоемкий и дорогостоящий процесс.
Крупноформатный SLA 3D-принтер JS Additive 1700 с многолазерной головкой может использоваться для изготовления прототипов песчаных форм. Высокоточная технология SLA 3D-печати обеспечивает максимальную точность прототипа изделия. Это помогает литейным предприятиям упростить производственный процесс и снизить затраты.
Этап послепродажного обслуживания
Владельцы дорогих автомобилей, модернизированных под чужие нужды, таких как спортивные и модифицированные машины, обычно заказывают некоторые запасные части у зарубежных производителей или заказывают их изготовление методом литья под давлением, что обходится в значительную сумму.
Немногие клиенты задумываются о технологии 3D-печати. Изготовление таких деталей с помощью SLA-печати может быть очень экономически выгодным.
Дата публикации: 07 мая 2022 г.
