Az autóipari gyártási folyamatok leegyszerűsítése additív gyártással
A minőség és a gyártási teljesítmény ma kulcskérdés az autóipari termelésben. Számos újdonság jelenik meg, például az önvezető járművek és az intelligens autók, így nagy a nyomás a gyártókon és beszállítókon, hogy új gyártási technológiákra és szaktudásra támaszkodjanak a hatékony tervezés, költségkezelés és munkavégzés biztosítása érdekében.
Cikkünk az autóipari befogó készülékek és ülékek 3D nyomtatásának előnyeit tárgyalja a hagyományos gyártási módszerekkel szemben, valamint ideális alkalmazási lehetőségeit a gyártósorokon.
A befogó készülékek és ülékek additív gyártással történő előállításának előnyei
A gyártók hagyományosan CNC-megmunkálású vagy fröccsöntött befogó készülékekkel és ülékekkel dolgoznak, amelyeknek az elkészítése idő- és munkaigényes, megtérülésük előre nem garantálható. Az additív gyártással rövidebb idő alatt készíthetők új alkatrészek mérnöki minőségű alapanyagokból, CNC megmunkálás nélkül, így jelentős mértékű költségmegtakarítás érhető el az eszközök előállítása során.
A befogó készülékek és ülékek 3D nyomtatása a következő fő előnyökkel jár:
- gyors piacra vitel: 3D nyomtatással gyorsabban és igény szerint állíthat elő befogó készülékeket és ülékeket. Az átfutási idő 70–90%-kal kevesebb a hagyományos gyártáshoz képest.
- tervezési szabadság: a 3D nyomtatás az alapoktól, rétegenként építi fel az alkatrészeket, ami eltörli a gyártási szempontokat figyelembe vevő tervezés hagyományos korlátait, és számos új lehetőséget nyit a szerszámok konfigurálása terén. Amikor a mérnökök additív gyártásra terveznek, a furatok, kontúrok és összetett organikus szerkezetek többé nem jelentenek akadályt.
- részegységek összevonása: az additív gyártásra jellemző tervezési szabadságnak köszönhetően azokat a segédeszközöket, amelyek korábban saját összeállítási időt igénylő részegységekből álltak össze, újra gyárthatók, hogy egyetlen alkatrészből valósuljanak meg, csökkentve ezzel a fenntartási költséget.
- ergonómia: Az alkatrészek új irányelvek mentén történő tervezése azt is lehetővé teszi, hogy növelje a dolgozók kényelmét és az előállított segédeszközök ergonómiáját. Tervezés közben előtérbe helyezheti a funkciókat a gyárthatósági szempontokkal szemben. Ez nem jár további költségekkel, nem növeli meg a gyártási időt, de fokozza a segédeszközöket használó alkalmazottak biztonságát és kényelmét.
- tömegcsökkentés: a gyártósoron dolgozó alkalmazottak kényelmét és biztonságát növelő másik előny a segédeszközök tömegének csökkentése. A 3D nyomtatás lehetővé teszi az erős, magas minőségű alapanyagok használatát, miközben az alkatrészek funkcionalitása nem csökken a fémből készült változatokkal szemben.
- digitális készletezés: a 3D nyomtatók közvetlenül CAD-adatokból dolgoznak, így az új tervek gyorsan készíthetők el, és a meglévők könnyedén módosíthatók. Ha például változik a végső alkatrész mérete, és ezért új befogó készülékre van szükség, csak frissíteni kell a befogót megjelenítő CAD modell-t, meg kell rendelni az additív gyártással elkészített alkatrészt, és az új befogó készülék néhány napon belül már a gyártósoron lehet.
Additív gyártás az autóipari gyártósoron
Bár a „befogó készülékek” és az „ülékek” kifejezést gyakran használjuk együtt, egyértelmű különbségek vannak közöttük, és az alkalmazási területük is különböző. A befogó készülékek olyan testre szabott eszközök, amelyek egy művelet során egy alkatrész helyét és mozgását irányítják és felügyelik. Ezek gondoskodnak az ismételhetőségről és a pontosságról a termékek gyártása során. Ezzel szemben az ülékek olyan eszközök, amelyek egy alkatrészt egy rögzített helyzetben tartanak egy megmunkálási művelet vagy más ipari folyamat közben. Az ülékek gondoskodnak a változatlan minőségről, csökkentik a termelési költségeket, és lehetővé teszik, hogy a különböző alkatrészek a vonatkozó specifikációknak megfelelően készüljenek el.
Az összeszereléstől a minőségbiztosításon át a logisztikáig a „befogó készülékek és ülékek” teszik zökkenőmentessé az autóipari alkatrészek gyártási folyamatát. Néhány példa a befogó készülékek és ülékek 3D nyomtatásának autóiparon belüli alkalmazási területeire:
- gyártás és összeszerelés: 3D nyomtatással készült eszközök a gyártási folyamat ezen lépésénél leggyakrabban arra szolgálnak, hogy irányítsák és megtartsák az eszközök és sínek pozícióját az alkatrészek marásakor és fúrásakor.
- biztonság: gyakran a munkásokra marad az alkatrészek és berendezések biztonságának ellenőrzése, ezért fontos, hogy a befogó készülékek és ülékek a könnyebb használat érdekében könnyűek és ergonomikusak legyenek.
- minőségbiztosítás és vizsgálat: 3D nyomtatás segítségével precíz, testre szabott eszközöket lehet készíteni, amelyek megfelelnek a minőségbiztosítással foglalkozó részlegek rögzítő és vizsgálóeszközökkel szemben támasztott szigorú elvárásainak. Az additív gyártáshoz kifejlesztett, hőre lágyuló, strapabíró műanyagok a végső vizsgálathoz is képesek sérülést nem okozó felületet biztosítani.
- csomagolás és logisztika: a leggyakoribb alkalmazási terület, amellyel találkozhatunk a gyáron belüli szállítást elősegítő, testre szabott befogó készülékek előállítása. Az additív gyártás hőre lágyuló műanyagai strapabírók és hőállók és képesek ellenállni a szállítás során jelentkező terheléseknek, például a rezgéseknek, a nyomásnak és a nedvesség hatásának.
Az autóipar izgalmas és forradalmi időket él meg. Azok a gyártók jutnak versenyelőnyhöz, akik képesek a gépjárművek tervezésén túlmutató innovációkra, és készek arra, hogy átalakítsák a tervezési és gyártási folyamatok minden területét. Az additív gyártással létrehozott befogó készülékek és ülékek kulcsszerepet játszanak ebben a folyamatban, mivel hatékonyabbá teszik a munkavégzést, segítik a hibák kiküszöbölését, és lerövidítik a felülvizsgálathoz szükséges átfutási időket.
A 3D nyomtatás évek óta nélkülözhetetlen a gépjárművek prototípusának fejlesztési folyamatában, egyedi vagy testreszabott alkatrészek gyártásában.
3D nyomtatás és profitorientált megközelítés szakértőinktől!
A VARINEX Zrt. 3D nyomtatás üzletága több, mint 25 éves tapasztalattal rendelkezik a 3D nyomtatás szolgáltatás, vagyis a bérnyomtatás területén. Az FDM és a PolyJet technológiákat napi szinten használó mérnök kollégák a legmagasabb színvonalon tudják teljesíteni az ügyfelek megrendeléseit. Az évi több tízezer különféle alkatrész bérnyomtatása során szerzett tapasztalat biztosítja az FDM és a PolyJet technológia közötti megfelelő választást az adott alkalmazási területen.
Projektindítás előtt lépjen kapcsolatba szakértő mérnök kollégáinkkal a 3dp@varinex.hu email címen!
Befogó készülékek és ülékek
„A dizájn az egyik legfontosabb vásárlási szempont az Audi ügyfelei számára, ezért döntő fontosságú, hogy ragaszkodjunk a legmagasabb szintű minőségi előírásokhoz a járműfejlesztés tervezési és koncepcióalkotási fázisában – magyarázza Dr. Tim Spiering, az Audi 3D műanyagnyomtatási központjának vezetője. – Tehát olyan prototípusokra van szükségünk, amelyek pontos alkatrész-geometriával rendelkeznek, nincsenek eltorzulva, rendkívül jó minőségűek, emellett a tervekhez hű szín és átlátszóság jellemzi őket. A Stratasys J750 3D nyomtató kiemelten fontos előnyt jelent számunkra, hiszen lehetővé teszi, hogy a terveknek megfelelő pontos textúrákat és színeket nyomtassuk. Ez elengedhetetlen ahhoz, hogy a tervezési koncepciókat jóváhagyják a gyártáshoz. Ami a 3D nyomtatott átlátszó alkatrészeket illeti, ezen kívül nem láttam még olyan technológiát, amely megfelel az előírásainknak.”
„Mivel a Stratasys J750-et használjuk a hátsó lámpaburák prototípusainak készítéséhez, felgyorsítjuk a tervellenőrzési folyamatot – teszi hozzá Spiering. – Úgy becsüljük, hogy akár 50 százalékos időmegtakarítást is elérhetünk a 3D nyomtatási technológia alkalmazásával a hátsó lámpaburák prototípus-készítése során.”
A 3D műanyagnyomtatási szakértelemért, tanácsadásért és gyártásért egyaránt Dr. Spiering és 24 fős csapata felel az Audi ingolstadti központjában. Mióta 2002-ben befektettek az első Stratasys FDM 3D nyomtatóba, a részleg tíz 3D polimernyomtatóval – többek között Stratasys FDM és PolyJet 3D nyomtatókkal – egészítette ki portfólióját.
Andy Middleton, a Stratasys EMEA regionális elnöke így összegezte:
„Az Audi egy kiváló példa arra, hogy az egyedülálló színes, több alapanyag valós idejű keverésére épülő 3D nyomtatási technológiánk hogyan képes egyszerűsíteni különböző tervezési folyamatokat és hatékonyan lerövidíteni a fejlesztési ciklusokat. Ha az időmegtakarítást, amelyet az Audi a hátsó lámpák esetében ért el, kiterjesztjük a jármű többi alkatrészére is, a piacra dobás idejére gyakorolt összhatás hatalmas lesz. Izgatottan várjuk, hogy az Audi hogyan használja majd az FDM és PolyJet technológiáinkat újabb és újabb alkalmazási területeken, kihasználva az általunk kínált előnyöket a fejlesztési folyamatok hatékonyságának növelésében.”
Forrás: STRATASYS.com 