In 3D trong ngành công nghiệp ô tô: Cách mạng hóa sản xuất ô tô

In 3D trong ngành công nghiệp ô tô: Cách mạng hóa sản xuất ô tô

Giới thiệu: Sự thay đổi thiết bị của sản xuất

Bạn đã bao giờ dừng lại để nghĩ về những gì nó cần để chế tạo một chiếc xe hiện đại? Đó là một bản giao hưởng của việc dậpThì hàn, đúc và gia công các bộ xử lý đã là tiêu chuẩn công nghiệp trong hơn một thế kỷ. Chúng đáng tin cậy, nhưng chúng cũng chậm, tốn kém để thiết lập và vốn đã hạn chế khi thiết kế.

Nhưng thế giới ô tô đang ở một điểm uốn quan trọng. Phải đối mặt với những yêu cầu không ngừng đối với Xe nhẹ hơn, chu kỳ phát triển nhanh hơn và thiết kế siêu tùy chỉnh , Phương pháp sản xuất truyền thống đang bắt đầu làm hỏng.

Đi vào In 3D , hoặc như các kỹ sư gọi nó, Sản xuất phụ gia (MỘTM) .

Đây không chỉ là in đồ trang sức bằng nhựa nữa. AM đang chuyển đổi từ một thủ thuật tạo mẫu gọn gàng thành một công nghệ sản xuất đáng gờm, tích cực định hình tương lai của tính di động. Trong thế giới sản xuất xe hơi đòi hỏi cao, in 3D không còn là một lựa chọn "tốt đẹp", nó nhanh chóng trở thành một phải có lợi thế .

Bài viết này sẽ khám phá cách in 3D giúp các nhà sản xuất ô tô xác định lại mọi thứ, từ khuôn đơn giản trên sàn nhà máy đến phần kim loại phức tạp sâu bên trong động cơ của bạn, cho thấy sức mạnh thực sự đằng sau cuộc cách mạng sản xuất này.

---

In 3D là gì? (Một mồi nhanh)

Trước khi chúng ta nói về cách in 3D xây dựng BMW hoặc Ford tiếp theo, hãy đảm bảo tất cả chúng ta đều ở cùng một trang về chính công nghệ.

Sự khác biệt cơ bản: Phụ gia so với trừ

Nghĩ về sản xuất xe hơi truyền thống (gia công, phay) như Sản xuất trừ . Bạn bắt đầu với một khối vật liệu lớn (một phôi) và cắt, khoan hoặc khắc mọi thứ bạn đừng Muốn cho đến khi bạn còn lại với phần cuối cùng. Nó có hiệu quả, nhưng nó tạo ra một lượng chất thải lớn.

In 3D, conversely, is Additive Manufacturing. Nó thực sự là ngược lại. Bạn bắt đầu không có gì và xây dựng phần lên, lớp theo lớp kính hiển vi, chính xác là nơi cần vật liệu, dựa trên mô hình 3D kỹ thuật số. Cách tiếp cận "chỉ sử dụng những gì bạn cần" là nguồn gốc của nhiều lợi ích mang tính cách mạng của nó, đặc biệt là về chi phí và hiệu quả vật chất.

---

Các quy trình in 3D phổ biến được sử dụng trong ô tô

Thuật ngữ "In 3D" bao gồm một gia đình công nghệ và ngành công nghiệp ô tô sử dụng một số người chơi chính, tùy thuộc vào việc họ cần một nguyên mẫu nhựa nhanh hay thành phần kim loại kết cấu:

Quá trình viết tắt	Tên đầy đủ	Trọng tâm vật chất	Cách thức hoạt động (ý chính)	Tốt nhất cho ô tô ...
FDM	Mô hình lắng đọng hợp nhất	Nhiệt nhựa (polyme)	Tan chảy và đùn một sợi nhựa, xây dựng từng lớp, giống như một khẩu súng keo nóng rất chính xác.	Các nguyên mẫu nhanh chóng, chi phí thấp và đồ gá/đồ đạc đơn giản.
SLA	Stereolithography	Nhựa phoĐẾNpolymer	Sử dụng laser để chữa nhựa chất lỏng vào một vật rắn. Được biết đến với chi tiết cao và bề mặt mịn.	Tạo mẫu chính xác cao, mô hình thiết kế phức tạp.
SLS	Thiêu kết laser chọn lọc	Bột nylon (polyme)	Sử dụng laser công suất cao để hợp nhất các hạt bột mịn với nhau, từng lớp. Sức mạnh tuyệt vời.	Các nguyên mẫu chức năng và các bộ phận sử dụng cuối (ví dụ: ống HVAC, trang trí bên trong).
MJF	Multi Jet Fusion (HP)	Bột nylon (polyme)	Sử dụng một hệ thống máy bay phản lực tác nhân kết hợp với đèn sưởi để hợp nhất các lớp bột. Được biết đến với tốc độ và khối lượng.	Công cụ, các bộ phận sử dụng cuối khối lượng từ thấp đến giữa (ví dụ: lỗ thông hơi tùy chỉnh, hồ chứa chất lỏng).
DMLS	Thiêu kết laser kim loại trực tiếp	Bột kim loại (nhôm, thép, titan)	Tương tự như SLS, nhưng sử dụng laser mạnh mẽ để làm tan chảy hoàn toàn và hợp nhất các loại bột kim loại mịn.	Các thành phần cấu trúc, các bộ phận động cơ, dụng cụ hiệu suất cao.

Vật liệu: Chúng ta đang in gì?

Các tài liệu có sẵn ngày hôm nay là những gì thực sự mở ra cánh cửa cho in 3D trong các ứng dụng ô tô nghiêm trọng.

• Polyme (nhựa): Ngoài nhựa cơ bản, chúng ta đang nói về lớp nylon, polycarbonat và nhựa chuyên dụng cấp độ công nghiệp, có thể chịu được sức nóng, độ rung và phơi nhiễm UV cần thiết trong xe.

• Vật liệu tổng hợp: Đây là những polyme được gia cố bằng sợi, phổ biến nhất là Sợi carbon . Những vật liệu này rất quan trọng để đạt được Nhẹ Mục tiêu, cung cấp sức mạnh của kim loại với một phần trọng lượng của trọng lượng hoàn hảo cho vỏ pin xe điện và spoiler khí động học.

• Kim loại: Người thay đổi trò chơi. Sử dụng các công nghệ như DMLS, các nhà sản xuất có thể in hợp kim nhôm (lý tưởng để tản nhiệt), thép không gỉ và titan cho các bộ phận quan trọng như các bộ phận xả, dấu ngoặc đặc biệt hoặc thậm chí là một số yếu tố động cơ nhất định.

Với bộ nền tảng này, bây giờ chúng tôi có thể đánh giá cao Tại sao Các công ty xe hơi đang đầu tư rất nhiều vào công nghệ này, nó không chỉ là về tốc độ, mà là về khả năng vật chất Và Tự do thiết kế Metal và Composite AM cho phép.

Ứng dụng in 3D trong ngành công nghiệp ô tô: nơi cao su gặp đường

Sức mạnh thực sự của in 3D không chỉ là trong khả năng xây dựng mọi thứ từng lớp, nhưng trong tính linh hoạt Trên toàn bộ vòng đời sản phẩm từ bản phác thảo sớm nhất đến phần dự phòng cuối cùng, nhiều thập kỷ sau đó. Đối với ngành công nghiệp ô tô, AM là một công cụ đa công cụ giải quyết năm lĩnh vực cốt lõi:

1. Tạo mẫu: Tăng tốc cuộc đua thiết kế

Đây là ứng dụng OG, lý do máy in 3D lần đầu tiên nhập các phòng thí nghiệm R & D ô tô.

• Tạo mẫu nhanh hơn và hiệu quả về chi phí: Hãy tưởng tượng một nhà thiết kế tạo ra một thiết kế thông gió mới. Theo truyền thống, tạo một phiên bản vật lý yêu cầu gửi tệp CAD đến một cửa hàng máy, thiết lập khuôn hoặc dụng cụ, và ngày chờ hoặc thậm chí vài tuần. Với máy in 3D công nghiệp hiện đại (như hệ thống SLA hoặc MJF), kỹ sư đó có thể có nguyên mẫu chức năng chính xác về thể chất trên bàn của họ qua đêm .

• Lặp lại nhanh: Tăng tốc này có nghĩa là các kỹ sư có thể kiểm tra hơn thiết kế. Thay vì chỉ kiểm tra hai tùy chọn thiết kế cho một đa tạp phức tạp, họ có thể kiểm tra mười. Lỗ hổng được phát hiện trước đó, các lần lặp lại thiết kế nhanh hơn và thời gian cần thiết để khóa trong một thiết kế cuối cùng bị giảm đáng kể trong các tuần quan trọng trong chu kỳ phát triển sản phẩm.

• Ví dụ: Các nhà sản xuất ô tô thường xuyên in các mô hình thẩm mỹ quy mô đầy đủ của bảng điều khiển, các thành phần khí động học sẵn sàng cho đường hầm gió và thậm chí các bộ phận chịu tải, chức năng cho các con la thử nghiệm sớm.

2. Công cụ: Vũ khí hiệu quả bí mật

Trong khi các nguyên mẫu có được các tiêu đề, 3D được in dụng cụ, đồ gá và đồ đạc là những anh hùng yên tĩnh biến đổi hiệu quả dây chuyền lắp ráp. Đây không phải là những phần đi vào trong chiếc xe, nhưng thay vào đó là các thiết bị hỗ trợ tùy chỉnh được sử dụng để xây dựng chiếc xe.

• Tùy chỉnh và công thái học: Dây chuyền lắp ráp đầy đủ các nhiệm vụ lặp đi lặp lại, chính xác. In 3D cho phép các kỹ thuật viên nhanh chóng tạo ra các công cụ nhẹ, được trang bị tùy chỉnh (như hướng dẫn khoan, đồ gá căn chỉnh hoặc đồ đạc gắn cảm biến) phù hợp chính xác cho các đường viền của một mô hình xe hơi cụ thể hoặc thậm chí cho một tay nhân viên cụ thể.

• Tiết kiệm chi phí và thời gian: Tại sao phải dành hàng ngàn đô la và tuần để gia công một thước đo kiểm tra kim loại sẽ chỉ được sử dụng cho một hoạt động sản xuất hạn chế? Một phiên bản polymer in 3D, thường được gia cố bằng sợi carbon (như nylon 12 cf), có thể có giá một phần và được in trong một ngày, dẫn đến việc giảm lớn chi phí và thời gian chết.

3. Các bộ phận sản xuất: chuyển sang sử dụng cuối

Đây là biên giới thú vị nhất. Đó là sự thay đổi từ "In 3D một nguyên mẫu" to "3D in một phần vận chuyển trong xe."

• Các phương tiện hiệu suất và khối lượng thấp: Đối với xe thể thao, hypercars hoặc xe điện với số lượng sản xuất hạn chế, chi phí của dụng cụ truyền thống là bị cấm. In 3D cung cấp một cách để sản xuất các bộ phận hiệu suất cao, rất phức tạp (như các mẹo xả titan, kênh làm mát chuyên dụng hoặc khung kim loại phức tạp) mà không đầu tư vào khuôn hàng triệu đô la.

• Sức mạnh của hợp nhất một phần: Đây là một cái nhìn sâu sắc kỹ thuật quan trọng. Các hội đồng truyền thống có thể yêu cầu sáu mảnh được đóng dấu, hàn hoặc đúc khác nhau. In 3D, đặc biệt là Metal AM (DMLS), cho phép các kỹ sư thiết kế tất cả sáu chức năng thành một phần đơn, phức tạp về mặt hình học . Điều này làm giảm thời gian lắp ráp, làm giảm số lượng bộ phận (và độ phức tạp của hàng tồn kho), và thường dẫn đến một thành phần nhẹ hơn, mạnh hơn.

• Ví dụ: General Motors hiện kết hợp hơn một trăm thành phần sử dụng cuối 3D trong các phương tiện mới như Cadillac Celestiq, từ trang trí mỹ phẩm đến khung cấu trúc.

4. Tùy chỉnh và cá nhân hóa: Trải nghiệm "Xe của tôi"

Thị trường đang di chuyển khỏi "sản xuất hàng loạt" và hướng tới "-người tùy biến hàng loạt". In 3D là động cơ của sự thay đổi đó.

• Các yếu tố nội thất độc đáo: Muốn tên của bạn được khắc vào trang trí bảng điều khiển, hoặc một mẫu đồ họa cụ thể trên núm chuyển số bánh răng của bạn? In 3D làm cho nó khả thi về mặt kinh tế. Các nhà sản xuất ô tô có thể cung cấp một danh mục hàng trăm tùy chọn được cá nhân hóa mà không cần lưu trữ hàng tồn kho lớn, in chúng theo yêu cầu .

• Hậu mãi và phụ kiện: Những người đam mê và bộ điều chỉnh sử dụng in 3D để tạo ra các cửa hút không khí tùy chỉnh, các yếu tố cơ thể bên ngoài được sửa đổi hoặc gắn kết cho đồng hồ đo hậu mãi Một mức độ cá nhân hóa sản xuất hàng loạt truyền thống không thể chạm vào.

5. PHỤ TÙNG VÀ SỬA CHỮA: kho kỹ thuật số

Đối với các mô hình cũ hoặc khối lượng thấp, hàng tồn kho phụ tùng là một cơn ác mộng kinh tế. Các nhà sản xuất phải đoán nhu cầu, sản xuất thêm và lưu trữ chúng trong nhiều năm.

• Hàng tồn kho kỹ thuật số theo yêu cầu: Giải pháp là Kho kỹ thuật số . Thay vì một kệ vật lý chứa đầy các bộ phận phủ bụi, các nhà sản xuất ô tô lưu trữ tệp CAD kỹ thuật số. Khi một phần hiếm là cần thiết, một nắp nhựa cụ thể cho một tác phẩm kinh điển 20 năm tuổi, họ chỉ cần tải xuống tệp và in nó trên máy in công nghiệp gần nhất.

• Bảo tồn di sản ô tô: Điều này là rất quan trọng để phục hồi xe cổ điển. Chẳng hạn, Porsche sử dụng in 3D để cung cấp các bộ phận kim loại cực hiếm cho các mẫu cổ điển mang tính biểu tượng của họ, đảm bảo các phương tiện này ở trên đường mà không cần phải tái tạo công cụ đắt tiền, hàng chục năm tuổi.

---

Phần III: Việc kinh doanh bắt buộc, tại sao sản xuất phụ gia là điều cần thiết cho chiếc xe tương lai

Nếu phần trước giải thích ứng dụng rộng rãi của in 3D, thì câu hỏi cho mỗi điều hành và kỹ sư vẫn còn: Tại sao phải chịu đựng một sự thay đổi chiến lược để áp dụng nó? Câu trả lời nằm ở năm lợi thế kinh doanh mạnh mẽ, có thể đo lường được, về cơ bản là định hình lại tính kinh tế của sản xuất xe hơi.

1. Sức mạnh của trọng lượng nhẹ và hiệu suất

Việc theo đuổi trọng lượng xe thấp hơn Nhẹ Không phải là một mục tiêu trừu tượng; Đó là một nhiệm vụ quan trọng được thúc đẩy bởi nhu cầu về hiệu suất cao hơn và nhu cầu tồn tại đối với phạm vi pin lớn hơn trong xe điện (EVS). In 3D cung cấp một giải pháp vô song:

• Thiết kế tổng quát: Không giống như sản xuất truyền thống, bị giới hạn bởi các ràng buộc của khuôn và gia công, sản xuất phụ gia (AM) có thể mang lại các thiết kế được tạo ra bởi Thiết kế tổng quát Phần mềm cho cuộc sống. Một kỹ sư đầu vào các yêu cầu tải và các ràng buộc không gian, và phần mềm điều khiển AI thiết kế bộ phận chỉ sử dụng vật liệu tối thiểu cần thiết.

• Cấu trúc bên trong phức tạp: Quá trình này dẫn đến các cấu trúc hình học hữu cơ, giống như mạng tinh thể không thể sử dụng hoặc máy, cung cấp sức mạnh bằng hoặc vượt trội trong khi giảm tới 50%khối lượng.

• Hiệu suất tăng: Đối với EV, mỗi kg được lưu đều chuyển trực tiếp thành hàng dặm phạm vi mở rộng. Đối với các phương tiện hiệu suất cao và thể thao, các thành phần nhẹ hơn có nghĩa là sự nhanh nhẹn vượt trội, tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn và lợi thế cạnh tranh trên đường đua. Bugatti, ví dụ, nổi tiếng với một caliper phanh titan có trọng lượng gần một nửa trọng lượng của người tiền nhiệm nhôm.

2. Thời gian lên thị trường: Lặp lại tăng tốc

Trong một thị trường thay đổi nhanh chóng, nơi một mô hình EV mới có thể bị lỗi thời trong vòng năm năm, tốc độ là tối quan trọng. In 3D sụp đổ dòng thời gian phát triển sản phẩm truyền thống.

• Tạo mẫu nhanh: Khả năng in một nguyên mẫu chức năng, độ chính xác cao tính bằng giờ hoặc vài ngày, thay vì vài tuần hoặc vài tháng cần thiết cho dụng cụ truyền thống (khuôn, chết), là một người thay đổi trò chơi. Điều này cho phép các kỹ sư tiến hành hàng chục lần lặp thiết kế trên các thành phần quan trọng, từ cửa hút không khí đến bảng điều khiển nội thất, dẫn đến một sản phẩm cuối cùng vượt trội.

• Sản xuất không có công cụ: Bằng cách loại bỏ bước tốn thời gian và tốn kém của việc tạo khuôn và dụng cụ, in 3D làm giảm đáng kể chu kỳ phát triển. Các thay đổi thiết kế đã từng mất nhiều tháng công cụ lại có thể được triển khai qua đêm bằng cách cập nhật một tệp CAD kỹ thuật số.

3. Sự nhanh nhẹn của chuỗi cung ứng và hàng tồn kho kỹ thuật số

Các lỗ hổng của chuỗi cung ứng tập trung, toàn cầu đã bị phơi bày một cách đau đớn trong các cuộc khủng hoảng gần đây. Sản xuất phụ gia cung cấp một con đường dẫn đến khả năng phục hồi cao hơn và giảm đáng kể chi phí hoạt động.

• Sản xuất theo yêu cầu: Các công ty ô tô có thể thay thế kho vật lý của phụ tùng bằng một Hàng tồn kho kỹ thuật số . Thay vì dự trữ hàng ngàn bộ phận di sản hoặc khối lượng thấp trong nhiều thập kỷ, họ lưu trữ một tệp CAD an toàn và in phần tại một cơ sở địa phương, hoặc thậm chí là một đại lý, chỉ khi khách hàng cần nó.

• Giảm chi phí hàng tồn kho: Sự thay đổi này giúp loại bỏ kho lưu trữ, vận chuyển và chi phí lỗi thời. Đối với các phân chia xe cổ điển, điều này đảm bảo rằng các bộ phận hiếm luôn có thể được sao chép mà không phải cam kết với một hoạt động sản xuất bị cấm về kinh tế.

• Sản xuất địa phương: Công nghệ tạo điều kiện cho sản xuất phi tập trung, địa phương hóa, cách điện các nhà sản xuất khỏi sự gián đoạn địa chính trị và chi phí vận chuyển xuyên biên giới cao.

4. Tùy chỉnh như một tính năng cốt lõi

Sản xuất hàng loạt từ lâu đã là kẻ thù của việc cá nhân hóa. In 3D lật lại năng động này, làm cho việc tùy chỉnh trở thành một thực tế kinh tế, ngay cả đối với các nhà sản xuất khối lượng lớn.

• Tùy chỉnh hàng loạt: Đối với các thương hiệu xa xỉ và xe phiên bản đặc biệt, các mảnh trang trí độc đáo, các thành phần bảng điều khiển và phụ kiện được cá nhân hóa có thể được in ở quy mô nhỏ mà không phải chịu chi phí cấm của dụng cụ tùy chỉnh.

• Công thái học và hiệu quả: Trên sàn nhà máy, đồ gá, đồ đạc và hỗ trợ lắp ráp công thái học có thể được in tùy chỉnh cho các dòng cụ thể hoặc thậm chí là công nhân cá nhân, cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và giảm nguy cơ lỗi của con người.

5. Hợp nhất một phần và đơn giản hóa lắp ráp

Một hội đồng truyền thống thường liên quan đến hàng chục mảnh rời rạc, các bộ phận, giá đỡ, kênh, phải được sản xuất riêng và lắp ráp với lao động và sự phức tạp.

• Các thành phần tích hợp: Sản xuất phụ gia có thể củng cố mười hoặc phức tạp hơn, các bộ phận lồng vào nhau thành một thành phần duy nhất, gắn kết. Điều này không chỉ làm cho phần mạnh hơn và nhẹ hơn (bằng cách loại bỏ các ốc vít) mà còn đơn giản hóa đáng kể quá trình lắp ráp, giảm chi phí lao động và giảm thiểu các điểm thất bại tiềm năng.

Phần IV: Bằng chứng nằm trong phần nghiên cứu trường hợp thế giới thực tế và khối lượng sản xuất

Những lợi thế chiến lược của sản xuất phụ gia không còn là lý thuyết. Các nhà sản xuất ô tô sáng tạo nhất đã vượt xa các nguyên mẫu, tích hợp các thành phần in 3D trực tiếp vào dây chuyền sản xuất của họ và các phương tiện hiệu suất cao.

Dưới đây là các nghiên cứu trường hợp dứt khoát xác nhận sự thay đổi của ngành:

1. Người tiên phong hiệu suất cao: Bugatti

Công việc của Bugatti, đại diện cho đỉnh cao của việc kết hợp thiết kế tổng quát với sản xuất phụ gia kim loại để giải quyết các thách thức hiệu suất cực cao.

• Thành phần: Một monobloc 8 piston Titanium Phanh Caliper (cho Chiron Hypercar).

• Công nghệ: Sự nóng chảy laser chọn lọc (SLM) của hợp kim titan hiệu suất cao, TI6AL4V.

• Tác động: Caliper in 3D chỉ nặng 2,9 kg , giảm 40% trọng lượng so với phiên bản nhôm được sản xuất theo quy ước (4,9 kg). Quan trọng, nó đã đạt được giảm cân này trong khi duy trì độ bền kéo của $1,250{\text{N/mm}}^2$ và vượt qua các thử nghiệm nghiêm ngặt nhất, bao gồm các điểm dừng từ $250\text{MPH}$ . Đây là thành phần titan chức năng lớn nhất từng được in cho một ứng dụng ô tô tại thời điểm phát triển.

2. Lãnh đạo tập: Nhóm BMW

BMW được cho là nhà sản xuất thị trường đại chúng tiên tiến nhất về việc tích hợp AM trên toàn bộ hoạt động của nó từ R & D đến sản phẩm cuối cùng và tối ưu hóa sàn nhà máy.

• Quy mô sản xuất: Nhóm BMW hiện đang sản xuất 400.000 bộ phận in 3D mỗi năm trên mạng lưới sản xuất toàn cầu của nó.

• Ví dụ sử dụng cuối: BMW đã tích hợp các thành phần in vào các mô hình khác nhau, bao gồm:

  • Giá đỡ mái nhà: Trên các phương tiện như BMW i8, các giá trị polymer được in, được in tùy chỉnh, được sử dụng để đảm bảo mái bằng nhựa carbon (CFRP) nhẹ.

  • Gripper và jig tùy chỉnh: Trên dây chuyền lắp ráp cho mái cfrp m-series của nó $25\%$ Nhẹ hơn so với người tiền nhiệm của họ. Tiết kiệm trọng lượng này cho phép nhà sản xuất ô tô sử dụng robot nhỏ hơn, tiết kiệm năng lượng hơn, giảm chi phí và tiêu thụ năng lượng.

• Nhà máy kỹ thuật số: Bằng cách thiết lập khuôn viên sản xuất phụ gia chuyên dụng của mình, BMW đang nhanh chóng phát triển và phổ biến kiến ​​thức cho các công cụ in, đồ gá và đồ đạc tại bất kỳ nhà máy toàn cầu nào của nó, đạt được khả năng phục hồi chuỗi cung ứng theo yêu cầu, theo yêu cầu.

3. Người đổi mới hiệu quả: Công ty động cơ Ford

Ford đã tận dụng chiến lược in 3D để tiết kiệm hàng triệu năm, chủ yếu bằng cách áp dụng công nghệ này vào các khu vực có giá trị cao trên sàn nhà máy và trong hậu mãi.

• Công cụ hỗ trợ công cụ và sản xuất: Tại các nhà máy như nhà máy truyền tải Valencia, phòng thí nghiệm in 3D nội bộ của Ford đã tạo ra một danh mục gồm hơn 5.000 bộ phận có thể in, sản xuất hàng chục ngàn công cụ hỗ trợ sản xuất in và phụ tùng hàng năm. Các công cụ tùy chỉnh này, ví dụ như đồng hồ đo kiểm tra, hướng dẫn khoan và clip tùy chỉnh, có nghĩa là cải thiện đáng kể công việc công thái của công nhân và giảm đáng kể thời gian chết.

• Lợi thế chi phí: Khi một vật cố dây chuyền lắp ráp quan trọng bị phá vỡ, theo truyền thống, việc thay thế có thể mất vài tuần và có giá hàng ngàn đô la. Bằng cách in phần trong nhà trong vài giờ cho một phần chi phí, Ford duy trì tính liên tục hoạt động vô song.

• Các bộ phận hậu mãi và di sản: Giống như Porsche và các OEM lớn khác, Ford đang số hóa kho dự trữ dự phòng của mình, đảm bảo rằng chủ sở hữu của các mô hình cổ điển hoặc cũ hơn luôn có thể cung cấp một phần thay thế OEM, theo yêu cầu.

4. Phương tiện tương lai: General Motors (GM)

GM đang giới thiệu cách thiết kế tổng quát và in 3D kết hợp để tạo ra các phần xác định lại tính toàn vẹn cấu trúc và giảm cân.

• Thành phần: A Giá đỡ ghế được thiết kế rộng rãi (Được sản xuất với sự hợp tác với Autodesk).

• Tác động: Thiết kế khung mới của GM Hợp nhất Tám thành phần truyền thống khác nhau vào trong a single, complex 3D printed piece. The resulting part was $40\%$ nhẹ hơn và $20\%$ Mạnh hơn lắp ráp ban đầu. Sự tích hợp của chức năng và cấu trúc này là tín hiệu rõ ràng nhất rằng in 3D không chỉ là một quá trình thay thế, mà là một triết lý thiết kế cơ bản cho toàn bộ chiếc xe.

Ba trụ cột của tương lai phụ gia

Việc tích hợp in 3D tạo ra ba thay đổi mô hình chính sẽ xác định cảnh quan ô tô cho thế kỷ tiếp theo:

1

Sản xuất truyền thống là một mô hình sản xuất hàng loạt, làm việc được thiết kế cho hàng triệu bộ phận giống hệt nhau. Sản xuất phụ gia, tuy nhiên, cho phép Tùy chỉnh hàng loạt . Đối với các phương tiện cao cấp hoặc hiệu suất cao cấp, điều này có nghĩa là các thành phần độc đáo, được tối ưu hóa người lái (bánh xe lái tùy chỉnh, giá treo chỗ ngồi) có thể được sản xuất theo yêu cầu. Đối với người tiêu dùng, nó mở ra cánh cửa để trang trí, huy hiệu và các yếu tố nội thất được cá nhân hóa mà không phải chịu chi phí cắt cổ.

2. Lợi thế của xe điện (EV)

Xe điện được hưởng lợi không tương xứng từ việc giảm cân. Hiệu quả của EV được gắn trực tiếp với khối lượng của nó. Bằng cách cho phép các kỹ sư tạo ra các cấu trúc phức tạp, bionic và hợp nhất nhiều thành phần thành một (như đã thấy với GM), in 3D là công cụ hiệu quả nhất có sẵn để giảm trọng lượng xe, do đó Mở rộng phạm vi pin và giảm mức tiêu thụ vật liệu tổng thể.

3. Chuỗi cung ứng kỹ thuật số và khả năng phục hồi

Mục tiêu cuối cùng là Hàng tồn kho kỹ thuật số . Thay vì kho hàng ngàn phụ tùng vật lý trong nhiều thập kỷ, các nhà sản xuất có thể lưu trữ tệp kỹ thuật số (bản thiết kế CAD). Khi một phần là cần thiết cho dù đó là một công cụ trên dây chuyền lắp ráp hay thành phần thay thế cho một chiếc xe 20 tuổi, nó có thể được in tại địa phương, bất cứ nơi nào trên thế giới, trong vài giờ. Sự thay đổi này giúp loại bỏ chi phí kho lưu trữ, cắt giảm đáng kể thời gian vận chuyển và cung cấp khả năng phục hồi chưa từng có chống lại sự gián đoạn chuỗi cung ứng toàn cầu.

Triển vọng cuối cùng

Ngành công nghiệp ô tô đang hướng tới một mô hình sản xuất có tính phi tập trung cao, định hướng kỹ thuật số. Mỗi phần sẽ phải tuân theo câu hỏi: Là thành phần này được sản xuất tốt hơn một cách trừ, hay phụ?

Khi các công nghệ in 3D tiếp tục tăng tốc độ, đa dạng vật liệu và quy mô, câu trả lời sẽ ngày càng trở thành câu chuyện sau. Công nghệ này sẽ không chỉ cải thiện xe ô tô; Nó sẽ xác định lại cách thức và nơi chúng được xây dựng, mở ra một kỷ nguyên sản xuất nhanh hơn, nhẹ hơn, mạnh hơn và vốn có bền vững hơn.