Pabrik Nissan di St. Petersburg: suku cadang yang dibuat pada printer 3D (putih pada foto) digunakan untuk memperbaiki tutup bagasi. Foto: Vedomosti / NissanIndustri otomotif adalah salah satu industri pertama di mana teknologi 3D menemukan aplikasi komersial: pada tahun 1988, Ford mulai menggunakan printer 3D untuk mencetak elemen prototipe individu.
Saat ini, sektor ekonomi ini memanfaatkan sepenuhnya teknologi aditif dan pemindaian 3D. Pencetakan tiga dimensi adalah cara ideal untuk membuat prototipe, bagian dan rakitan fungsional, serta perkakas dan cetakan. Menghemat waktu dan uang pada tahap pengembangan dan pengecoran produk, memberikan pembuatan komponen yang rumit secara geometris dengan detail tinggi. Pemindai 3D dan perangkat lunak khusus di tingkat baru menyelesaikan masalah
kontrol geometri dan rekayasa balik , mengurangi waktu produksi mobil, membantu meningkatkan kualitas produk dan mengurangi persentase penolakan.
Beberapa pembuat mobil besar telah menyiapkan
produksi serial pada komponen
printer 3D untuk model klasik atau mobil kustom mereka. Pemimpin pasar banyak berinvestasi dalam penciptaan pusat teknologi aditif untuk produksi percontohan. Misalnya, BMW memiliki pusat seperti itu - ia memproduksi lebih dari 100 ribu komponen per tahun, dan pada tahun 2019 direncanakan untuk membuka kompleks besar lainnya.
Perkembangan teknologi pencetakan 3D dan
pengembangan bahan -
bahan baru dengan sifat fisik yang ditingkatkan juga memungkinkan pengenalan ide-ide baru yang inovatif. Jadi, teknologi ban Michelin Visionary Concept "pengap" dengan kemampuan untuk mengubah pola tapak tergantung pada cuaca menghilangkan tusukan, masalah tekanan rendah dan risiko mengemudi lainnya.
Mungkin mobil yang sepenuhnya dicetak pada printer 3D adalah realitas masa depan yang tidak terlalu jauh. Namun, semua hal di atas adalah prestasi para pembuat mobil Barat. Tapi bagaimana situasi dan prospek pengembangan teknologi aditif di Rusia? Pada artikel ini kita akan fokus pada manfaat pencetakan 3D, mempertimbangkan penggunaan inovasi di pasar mobil domestik, serta contoh-contoh praktis implementasi.
Bagaimana pencetakan 3D digunakan dalam industri otomotif
Teknologi aditif efektif menyelesaikan tugas-tugas berikut produksi mobil:
Prototyping akan memungkinkan untuk mengoptimalkan produksi untuk perusahaan-perusahaan yang memproduksi mobil (tetapi tidak untuk merakit model jadi), serta untuk produsen komponen otomotif yang dipasok ke conveyor.
Melalui optimasi topologi, perancang dapat mengatur hampir semua geometri yang diperlukan dari bagian tersebut dan membuat perubahan desain pada tahap pengembangan selanjutnya. Model 3D ditransfer dari CAD ke printer 3D, yang dengan cepat mencetak prototipe, aksesori, atau
cetakan untuk produk casting . Ini mengurangi biaya produksi, waktu pengembangan produk dan pengenalannya ke pasar. Secara khusus, perusahaan dapat mengatur produksi komponen yang cepat, sesuai waktunya dengan pelepasan mobil.
Berkat pencetakan 3D, pabrik Nissan di St. Petersburg menghemat lebih dari 1 juta rubel pada 2017 dengan tidak memesan produksi peralatan eksternal
Peralatan dan produk yang memenuhi karakteristik kekuatan yang diperlukan dapat diproduksi langsung di pabrik, hanya memiliki satu printer 3D. Dia akan mencetak berbagai item sesuai dengan nomenklatur, yang tidak mungkin ketika menggunakan peralatan mesin dan peralatan tradisional lainnya.
Teknologi yang terutama digunakan untuk membuat prototipe:
Perkakas dan cetakan, yang dicetak dari plastik dan
resin photopolymer , akan beberapa kali lebih murah daripada yang logam.
Produk fungsional juga dapat dibuat pada
printer 3D logam (misalnya, menggunakan teknologi SLM). Pencetakan logam 3D juga cocok untuk batch kecil, termasuk pembuatan produk yang disesuaikan. Perkembangan terbaru dalam bidang
serbuk logam telah membuka jalan bagi pembuatan komponen yang lebih ringan, lebih padat, dan dalam beberapa kasus lebih tahan lama. Berkat optimasi topologi pada printer 3D, dimungkinkan untuk menumbuhkan komponen dengan bentuk dan tekstur yang kompleks (dengan struktur seluler, saluran internal, dll.), Termasuk semua logam, yang sebelumnya dirakit dari beberapa elemen.
Pengalaman Barat: angka dan fakta
Tim
Renault Sport Formula One adalah salah satu yang pertama menggunakan pencetakan 3D untuk pembuatan prototipe. Saat ini, sekelompok kecil insinyur diberikan kesempatan untuk menghasilkan ratusan bagian per minggu untuk pengujian di terowongan angin, mengembangkan bagian inovatif untuk pengujian dan pemasangan pada bola api, dan umumnya mempercepat proses R&D. Berkat teknologi SLA dan SLS dari Sistem 3D, pembuatan komponen otomotif yang rumit tidak memakan waktu berminggu-minggu, tetapi hanya beberapa jam.
BMW adalah salah satu yang pertama di antara perusahaan otomotif yang mencetak batch 3D beberapa ribu bagian logam untuk BMW i8 Roadster. Atap lipat lembut roadster ini memiliki komponen paduan aluminium yang dibuat secara aditif dengan desain bionik inovatif yang mengulangi bentuk alami. Produk baru memiliki tingkat kekakuan yang lebih tinggi dibandingkan dengan analog, yang diproduksi oleh cetakan injeksi, serta bobot yang lebih rendah.
Steeda Autosports , pembuat aksesori terbesar Ford, menggunakan teknologi
pencetakan 3D penuh warna untuk membuat prototipe berbagai komponen, dari tutup tanker hingga pipa tuang yang dibentuk dengan dingin. Hasil: waktu untuk memasarkan suatu produk berkurang beberapa minggu, dan $ 3.000 dihemat untuk setiap produk dengan mengurangi biaya pengerjaan dan pembuatan cetakan.
Michelin memproduksi pada printer 3D logam sebuah cetakan ke dalam cetakan untuk pemisah lamella - elemen ban yang paling usang. Pilihan teknologi baru, alih-alih stamping dan penggilingan yang digunakan sebelumnya, adalah karena struktur logam yang halus, konduktivitas termal yang lebih baik, dan akibatnya, lebih sedikit keausan.
Apakah Rusia menunggu booming dalam teknologi aditif?
Di akhir musim panas - awal musim gugur 2018, beberapa acara internasional utama industri otomotif berlangsung di Moskow. Pertama-tama, ini adalah Moscow Motor Show, tempat kami melihat banyak perkembangan domestik yang menjanjikan. Perhatian umum tertuju pada keluarga Aurus yang terdiri atas mobil-mobil eksekutif dan kelas tinggi (proyek Cortege) dan novel VAZ, yang menutup program "klasik" -nya dan memperlihatkan Vesta, Grant yang diperbarui, serta konsep Niva 4x4 baru. Yandex terus berhasil mempromosikan proyek mobil tak berawaknya, dan pengunjung ke dealer mobil dapat melakukan perjalanan yang menyenangkan tanpa sopir. Tetapi mungkin pengembangan yang paling banyak dibahas musim ini adalah konsep mobil listrik CV-1 dalam kasus Moskow lama, yang disajikan oleh Kalashnikov di forum teknis militer Angkatan Darat-2018. Dapat dikatakan bahwa industri otomotif Rusia perlahan tapi pasti bergerak ke arah global.
Puncak penjualan di pasar mobil Rusia jatuh pada 2012, kemudian resesi dimulai, yang belum diatasi.
Strategi pengembangan otomotif untuk 2018-2025 , dikembangkan oleh Pemerintah Federasi Rusia, dipanggil untuk memperbaiki situasi. Ini jelas mendefinisikan tugas-tugas prioritas industri - meningkatkan produksi model mobil sendiri dan komponen otomotif berkualitas tinggi, serta menjalin hubungan antara produsen komponen otomotif. Selain itu, lokalisasi harus setidaknya 70%.
Baru di Pameran Motor Moskow: Aurus "Senat" - Mobil Eksekutif RusiaJika pada 1990-an Rusia praktis tidak memproduksi mobil, membeli mobil bekas di Jepang atau Jerman, maka pada awal 2000-an sudah ada 15 pabrik mobil besar di negara itu. Jelas bahwa dengan lokalisasi nyata 50-70%, sebagian besar dari nilai tambah untuk suku cadang dibuat di luar negeri (dikirim dan dirakit pada jalur perakitan di Rusia), tetapi hari ini kami sepenuhnya menyediakan pasar domestik kami. Model yang paling populer - seperti Solaris, Polo, Rapid - diproduksi di Rusia.
Menurut strategi pemerintah, persentase anggaran perusahaan, yang diletakkan dalam inovasi dan perkembangan baru, sekarang sekitar 15%. Tujuannya adalah untuk membawa indikator ini ke angka global 25-30%, dan ini membuka prospek yang baik untuk pengenalan teknologi 3D di industri otomotif Rusia.
Untuk pembuat mobil dalam negeri, arah aditif masih merupakan wilayah yang hampir tidak berkembang, sehingga sangat sedikit informasi tentang penggunaan teknologi 3D. Surat
kabar Vedomosti melaporkan bahwa
kelompok GAZ , menurut perwakilannya, menggunakan pencetakan 3D untuk membuat prototipe bagian-bagian mesin. Menurut
situs resmi Altai Territory ,
KamAZ Corporation tahun ini menerima dua printer 3D unik buatan Rusia. Tanaman ini mencetak cetakan pasir presisi tinggi untuk pengecoran baja.
Berbicara tentang pabrikan asing di Rusia, kami memberikan contoh aliansi
Renault-Nissan : ia memulai pengenalan teknologi aditif dari pabriknya di Eropa Barat, sekarang giliran Rusia. Di pabrik Nissan di St. Petersburg, printer 3D mencetak prototipe dan aksesori, serta perangkat untuk kalibrasi pintu, lampu depan, dan sensor. Ini memungkinkan perusahaan untuk menghemat lebih dari 1 juta rubel pada tahun 2017 dengan tidak memesan manufaktur peralatan eksternal. Di Moskow, Renault menggunakan printer 3D untuk membuat elemen pelindung untuk alat yang digunakan.
Potensi pencetakan 3D untuk pasar otomotif
Model pengecoran dengan cetakan 3D memungkinkan Renault Formula One dengan cepat menghasilkan bagian logam besar dengan kerumitan hebatJadi, pencetakan 3D memungkinkan produsen mobil dan komponen otomatis untuk menerima sejumlah keunggulan:
- pengurangan waktu pada tahap pengembangan dan pengecoran produk;
- menghemat waktu dan biaya untuk pembuatan perkakas dan cetakan;
- penolakan layanan produsen peralatan;
- melakukan eksperimen teknologi dan pengujian fungsional;
- pembuatan produk yang rumit secara geometris dengan detail kecil yang tidak dapat diproduksi dengan metode tradisional;
- pengurangan berat bagian dan penghematan bahan yang digunakan karena optimasi topologi ;
- Mempercepat peluncuran produk baru atau seri eksklusif di pasar.
Dengan persaingan yang semakin ketat, masalah inovasi menjadi semakin akut. Di seluruh dunia, semakin banyak pembuat mobil telah menyadari manfaat teknologi 3D untuk mengoptimalkan proses pembuatan. Seperti yang telah kita lihat, metode aditif telah diperkenalkan secara relatif baru-baru ini di industri mobil Rusia dan hanya digunakan pada beberapa perusahaan besar raksasa otomotif Rusia atau asing.
Dalam realitas Rusia saat ini, pengenalan produksi aditif menghadapi banyak kendala, di antaranya adalah otomatisasi banyak pabrik dan kurangnya pembiayaan. Teknologi pencetakan 3D seperti
peleburan laser selektif belum tersedia bagi kami karena mahalnya peralatan dan bahan. Saat ini, solusi optimal yang akan bermanfaat bagi produsen dan akan membayar secara real time adalah dengan membeli satu printer 3D untuk menghasilkan prototipe dan aksesori plastik (tanpa perlu memesannya dari pemasok).
Strategi pemerintah untuk pengembangan industri otomotif untuk 2018-2025 memberi harapan bahwa proses penerapan pencetakan 3D akan berjalan lebih cepat dan mengambil skala besar.