Τρισδιάστατη εκτύπωση εξαρτημάτων αυτοκινήτου

Η τεχνολογία βρίσκεται εδώ και δεκαετίες ήδη στην υπηρεσία της οικονομίας και της προστασίας του περιβάλλοντος.

Η Ford έγινε η πρώτη εταιρία κατασκευής αυτοκινήτων που δοκιμάζει την κατασκευή εξαρτημάτων με τρισδιάστατη εκτύπωση σε μεγάλη κλίμακα με τον εκτυπωτή Infinite Build 3D της Stratasys και στην παρούσα φάση διερευνά πιθανές εφαρμογές κατασκευής εξαρτημάτων για μελλοντικά αυτοκίνητα παραγωγής, όπως τα μοντέλα επιδόσεων.

Με την εξέλιξη των υπολογιστών αλλά και των μηχανημάτων, όλο και πιο προσιτή και αποδοτική, η τρισδιάστατη εκτύπωση μεγάλων εξαρτημάτων, όπως οι αεροτομές, καθίσταται όλο και πιο προσιτή και αποδοτική και μπορεί να αποδειχθεί επωφελής τόσο για τη Ford όσο και για τους καταναλωτές. Τα εκτυπωμένα εξαρτήματα θα είναι ελαφρύτερα από τα αντίστοιχα συμβατικά και θα συνεισφέρουν στη μικρότερη κατανάλωση. 

Έχοντας τη δυνατότητα να εκτυπώνει εξαρτήματα σχεδόν οποιουδήποτε σχήματος και μεγέθους, το σύστημα Stratasys Infinite Build, μπορεί να φέρει την επανάσταση στην κατασκευή αυτοκινήτων, εξασφαλίζοντας έναν πιο αποτελεσματικό και προσιτό τρόπο κατασκευής εξαρτημάτων για πρωτότυπα ή χαμηλού όγκου παραγωγής αυτοκίνητα, όπως τα μοντέλα Ford Performance.

Αναδυόμενη τεχνολογία στο χώρο της παραγωγής

Καθώς η τρισδιάστατη εκτύπωση γίνεται όλο και πιο αποδοτική και προσιτή, οι εταιρείες χρησιμοποιούν αυτή την αναδυόμενη τεχνολογία για εφαρμογές παραγωγής σε όλους τους τομείς, από την αεροναυπηγική μέχρι την εκπαίδευση και την ιατρική. Σύμφωνα με την εταιρεία αναλυτών Global Industry Analysts Inc., η υιοθέτηση, τρισδιάστατης εκτύπωσης σε ευρύτερη κλίμακα, οφείλεται στις πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις, σε νέους τομείς εφαρμογών και στην κυβερνητική υποστήριξη. Σύμφωνα με τον ίδιο οργανισμό, έως το 2020 η παγκόσμια αγορά για την τρισδιάστατη εκτύπωση (3D printing) αναμένεται να έχει κύκλο εργασιών 9,6 δις. δολαρίων.

Στο μέλλον, η τρισδιάστατη εκτύπωση θα μπορεί να προσφέρει σημαντικά οφέλη στην παραγωγή οχημάτων με τη δυνατότητα κατασκευής ελαφρύτερων εξαρτημάτων, τα οποία θα συνεισφέρουν στην οικονομία καυσίμου. Μία αεροτομή, για παράδειγμα, από 3D εκτυπωτή, μπορεί να ζυγίζει λιγότερο από το μισό από την αντίστοιχη από χυτό μέταλλο. 

Επιπρόσθετα, η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι ο πιο οικονομικός τρόπος για την κατασκευή εξαρτημάτων μικρού όγκου, όπως πρωτότυπα και εξειδικευμένα εξαρτήματα για αγωνιστικά αυτοκίνητα. Επιπλέον, η Ford πιθανόν να χρησιμοποιήσει τη συγκεκριμένη τεχνολογία για την εκτύπωση στοιχείων όπως και για εξαρτήματα πελατών ειδικής παραγγελίας. 

Πώς λειτουργεί

Οι προδιαγραφές του εξαρτήματος φορτώνονται από πρόγραμμα CAD (Computer-Aided Design) στον υπολογιστή του εκτυπωτή, ο οποίος αναλύει το σχέδιο. Στη συνέχεια, το μηχάνημα αναλαμβάνει εργασία, εκτυπώνοντας το υλικό – επί του προκειμένου, πλαστικό – ανά μία στρώση τη φορά και σταδιακά η προσθήκη στρώσεων σχηματίζει το τελικό, τρισδιάστατο αντικείμενο. 

Όταν το σύστημα ανιχνεύσει ότι το δοχείο με το ακατέργαστο υλικό αδειάζει, ένας ρομποτικός βραχίονας αντικαθιστά αυτόματα το άδειο δοχείο. Αυτό επιτρέπει τη συνεχή λειτουργία του εκτυπωτή επί ώρες ή και ημέρες χωρίς επίβλεψη.

Τα οφέλη της τρισδιάστατης εκτύπωσης

Αν και η τρισδιάστατη εκτύπωση δε διαθέτει ακόμη την ταχύτητα που απαιτείται στη μαζική παραγωγή, είναι ο πιο συμφέρων τρόπος για την κατασκευή εξαρτημάτων περιορισμένης παραγωγής, όπως πρωτότυπα και εξειδικευμένα τμήματα αγωνιστικών αυτοκινήτων. Επιπλέον, τα συγκεκριμένα εξαρτήματα μπορούν να επανασχεδιαστούν για πιο αποτελεσματική λειτουργία εφόσον δεν εμπίπτουν στους περιορισμούς των διαδικασιών μαζικής παραγωγής.

Με τις παραδοσιακές μεθόδους, ένας μηχανικός που σχεδιάζει ένα εξάρτημα σε υπολογιστή, θα πρέπει να περιμένει μήνες μέχρι την τελική κατασκευή του. Χάρη στην τρισδιάστατη εκτύπωση, η Ford έχει τη δυνατότητα να εκτυπώσει το ίδιο εξάρτημα σε λίγες ημέρες μόνο, με σημαντικά μικρότερο κόστος. Για παράδειγμα, το πρωτότυπο ενός νέου αυλού εισαγωγής μπορεί να κατασκευαστεί σε δύο μόνο ημέρες αντί σε μερικούς μήνες και μάλιστα με ασύγκριτα χαμηλότερο κόστος.