Tehnologia 3D în industria auto - de la prototipare la producţia de serie

Deşi mulţi se referă la tehnologia 3D ca fiind nouă, ea a început să fie folosită încă din anii '70. Dacă la început imprimantele 3D aveau preţuri prohibitive, din 2000, costurile echipamentelor au început să scadă, pe măsură ce fabricarea aditivă a devenit din ce în ce mai populară şi utilizată. Una dintre industriile care a îmbrăţişat din plin această tehnologie este cea auto. Constructorii de maşini au descoperit că pot obţine, cu ajutorul imprimantelor 3D, componente cu forme complexe, într-un interval de timp mult mai scurt.

Marii producători auto lucrează contra cronometru şi sunt într-un proces continuu de creaţie, fiecare având drept obiectiv lansarea de modele noi de maşini, din ce în ce mai performante, de la an la an. Acest proces nu e tocmai simplu, având în vedere miile de componente care intră într-un automobil şi pe care constructorii caută constant să le îmbunătăţească.

Yannick Bastian, CEO Formwerk România, spune: "Datorită componentei digitale, adică a faptului că designul se face pe calculator, în softuri speciale, inginerii pot produce un prototip în mai puţin de 48 de ore, faţă de câteva săptămâni, cât durează în cazul producţiei prin metode clasice. Drept urmare, prototipul poate fi testat şi modificat/îmbunătăţit rapid, rezultând un proces de dezvoltare a produsului final mult mai eficient".

Pe lângă prototipare, imprimarea 3D este utilizată în industria auto, în fabrici, şi pentru partea de tooling. Un exemplu este cel al fabricii Volkswagen Autoeuropa din Portugalia, care foloseşte imprimante 3D pentru a produce componente folosite în linia de asamblare şi automatizare, precum cleme, matriţe, braţe pentru senzori. La doar un an după implementarea noii soluţii, nemţii au realizat o economie anuală de 160.000 dolari. Astfel, costurile de producţie au fost reduse cu peste 90%, iar consumul de timp pentru dezvoltarea utilajelor, cu 95%. Targetul Volkswagen este de a economisi un sfert de milion în fiecare an.

"Imprimarea 3D şi fluxul de lucru digital au avantaje indiscutabile atunci vorbim despre economia de timp şi resurse. Automatizarea scade din costurile asociate resurselor umane, iar producţia este una eficientă şi ecologică, deoarece nu există risipă de materie primă, se foloseşte doar strictul necesar", completează Yannick Bastian.

Piese auto de serie printate 3D

Dacă în ceea ce priveşte prototiparea, imprimarea 3D şi-a demonstrat supremaţia, atunci când vorbim despre producţia de serie, suntem abia la început.

Porsche a făcut un prim pas în acest sens, în 2018, când a anunţat că vor realiza piese de schimb imprimate 3D, pentru modelele sale clasice. Este vorba, însă, de maşini rare, şi nu este nevoie de o producţie de masă a acestor piese.

Yannick Bastian a adăugat: "Din păcate, nivelul de calitate în termeni de repetabilitate, erori şi precizie este cu 2-3 ordine de mărime mai mic la imprimarea 3D, faţă de metodele de producţie clasice. De exemplu, în industria auto există, de obicei, mai puţin de 10 piese neconforme la 100.000 de bucăţi. La fabricarea aditivă, avem 10 piese neconforme din 1.000. Asta înseamnă 1% din total şi este foarte mult atunci când vorbim despre producţia de serie, aşa cum se întâmplă în industria auto. Încă mai avem paşi de făcut, dar sunt sigur că este doar o chestiune de timp până se va găsi soluţia".

Brandul de lux Rolls Royce, parte a grupului BMW, este printre primele care foloseşte imprimarea 3D în producţia de serie. Chiar la începutul lui decembrie 2020, au făcut publică o imagine cu un lot mare de piese din metal optimizate şi imprimate 3D.

Fiecare piesă este personalizată cu numele brandului, are un cod QR şi un număr unic de identificare - ceva ce poate fi realizat numai prin producţia digitală, respectiv fabricarea aditivă.

Într-adevăr, numărul de automobile Rolls Royce de pe piaţă nu se compară cu cel al maşinilor de mass-market, dar vorbim totuşi despre un pas major în direcţia pieselor auto imprimate 3D, în volum mare.