Otomotiv Endüstrisinde 3B Baskı Teknolojilerini Tercih Etmek için 5 Neden!

3D yazıcı teknolojileri, geçtiğimiz 10 yıl içinde prototip üretimi için kullanılan bir imalat yöntemi seçeneği olmaktan otomotiv endüstrisini temelinden değiştiren bir gerekliliğe dönüştü. 3D yazıcılar; otomotiv tasarım stüdyolarındaki fikstürler, fabrika montaj hatları ve test takipleri için karmaşık parçalar üretiyor, kalıp döngüsünü hızlandırıyor, ölçüm ve testleri iyileştiriyor, araç geliştirme sürecinin her aşamasında kişiselleştirme çözümleri sunuyor.

+90 3B Dijital Fabrika olarak, sizlerle çalıştığımız her yeni projede 3D baskı teknolojilerinin yeni uygulama alanlarını birlikte keşfediyoruz. 10 yıldan fazla süredir 3D printing hizmeti veren şirketimizde 3B baskının dönüşümünü sizlerle yakından gözlemlemeye devam ediyoruz.

Otomotiv endüstrisinde FDM (Fused Deposition Modeling) teknolojisini kullanarak hem kısa vadeli testleriniz için kalıplar ve parçalar üretebilir, araç içi parçalarda kişiselleştirmeler yapabilir, aparat gibi ölçüm ve üretim yardımcıları üretebilirsiniz hem de sıkışık üretim döngünüzü kolayca yönetirken maliyetleri azaltabilirsiniz.

3D yazıcılar, büyük orijinal ürün üreticilerinin fabrikalarında daha çok yer almaya başladı ve 3D yazıcı teknolojilerinin yeni çıkan bir ürünün ilk kez müşteri beğenisine sunulmasına uzanan süreçte nasıl yardımcı olabileceği tartışılmaya başlandı. Böylelikle, 3D baskının fabrikalardaki veya montaj hattındaki üretkenliğe katkıları keşfedilmeye başlandı. Son 5 yıl gibi kısa bir süreye bakarak bile 3D baskı teknolojileri ile birlikte yaşanan belirgin değişimleri görmek mümkün.

Orijinal ürün üreticileri müşteriler, geniş çaplı tasarım süreçlerinin başlarında 3D yazıcı teknolojilerini hızlı prototipleme için kullanmaya devam etseler de günden güne ‘’çapraz fonksiyonel’’ parça ve uygulamaları keşfediyorlar. +90 3B Dijital Fabrika olarak uzman kadromuz ile birlikte her geçen gün sizleri 3D printing teknolojileri ve malzeme kapasiteleri hakkında bilgilendirmeye devam ediyor ve fikirlerinizi gerçekleştirmenize yardımcı oluyoruz.

Otomotiv endüstrisindeki müşterilerimiz, günden güne hızlı prototipleme hakkındaki düşüncelerinden uzaklaşıyor ve bizlere ‘’3D baskı veya katmanlı imalat üretkenliğimize nasıl katkı sağlar? Maliyetlerimizi nasıl azaltır? İş akışımızı nasıl iyileştirir?’’ gibi sorular yöneltiyorlar. Biz de bu sorularına cevap vermek ve sizi bilgilendirmek amacıyla otomotiv endüstrisinde 3B Baskı teknolojilerini tercih etmeniz için 5 temel nedeni listeledik.

1. Küçükten Büyüğe: Esnek, Optimize Tasarım

Araç tasarımının erken süreçlerinde 3D yazıcılardan yardım almanın sağladığı en büyük faydalar biri, değerlendirme sürecinden ya da parçaların montaj hattına ulaşmasından önce küçükten başlayarak hızlı bir şekilde parçaların boyutları büyütebilmektir.

Bu duruma bir örnek olarak, Bentley Motors LTD.’nin gelecekte üretecekleri her aracın neredeyse her detayını ilk olarak PolyJet teknolojisi ile minyatür olarak üretmesini gösterebiliriz. 3D baskı, tasarımcıların birçok formu ve çeşitli kullanışlı fonksiyonları test etmesine olanak veriyor. Ayrıca, geçmişte olduğundan çok daha hızlı bir şekilde tasarımın son haline ulaşılmasında yardımcı oluyor.

Bentley’nin tasarım stüdyosu, ilk olarak küçük üretim hazneli bir PolyJet yazıcıda jantlardan ızgaralara kadar her şeyi minyatür olarak modelliyor ve daha sonra büyük üretim hazneli bir 3D yazıcıda orijinale yakın boyutta veya orijinal boyutta parçaları üretiyor. PolyJet teknolojisi ile birlikte, montaj ihtiyacı olmadan transparan ve opak malzemeler maket modellerde bir arada kullanılabiliyor.

PolyJet teknolojisi, parçaların 1/10 ölçeğe kadar küçültülüp gerçek boyuttaki doğruluğunu koruyarak üretilmesine izin veriyor. Küçük ölçekte üretilen parçalar onaylandıktan sonra gerçek ya da gerçeğe yakın boyutlarından montaj ihtiyacı olmadan farklı malzemelerin bir arada kullanılmasıyla üretiliyor. Aynı zamanda PolyJet teknolojisi, yarı-transparan prototip üretimine de izin veriyor.

Land Rover, Range Rover modelinin üfleçlerini üretmek için PolyJet teknolojisini kullandı. Gövde ve hava deflektörü bıçakları için sert malzemeleri kullanırken yön kontrol parçası ve sızdırmazlık contaları için kauçuğumsu malzemeleri kullandı. Land Rover, hava menfezi bantlarının tümünü çalışan bir parça olarak 3D baskı teknolojileri ile tek seferde üretti. 3B baskı ile üretim sürecinde parça basıldıktan sonra printerdan alındı, temizlendi, test edildi, bıçaklar üzerindeki menteşelerin hepsinin çalıştığı kanıtlandı ve yön kontrol parçasının doğruluğu gözlemlendi.

2. Hızlı Kalıp Üretimi ile İşlem Adımlarını ve Süresini Azaltmak

Global partnerimiz Strayasys’in yaptığı bir araştırmaya göre İtalyan müşterilerinin %60’ı en az bir üretim sürecini gerçekleştirmek için FDM teknolojisini kullanıyor. Bazı müşteriler, bazı üretimler için özellikle FDM teknolojisini tercih ediyor. 3D printing ile hızlı kalıplama, otomotiv endüstrisindeki birçok firma için odak haline geldi ve bu durumun önümüzdeki yıllarda yaygınlaşması bekleniyor.

3D yazıcılar ile kalıp üretimi, otomotiv endüstrisi tarafından önemli ölçüde bir benimsendi. Genellikle, ön seri imalat kalıpları 3D yazıcılar ile üretiliyor ve daha sonra ilk 50-200 tasarım yinelemesi 3D printing ile yapılıyor.

Mühendisler, 3B baskı ile üretimden sonra kalıpları değerlendirebilir ve esas kalıp için çelik versiyonunu ürettirmeden önce en iyi tasarımı değerlendirebilir. Katmanlı imalat ile kalıp tasarlama, geleneksel imalat yöntemlerindeki birçok adımı ve hesaplanmamış maliyeti ortadan kaldırıyor.

3D yazıcı teknolojileri ile kalıp sürecini kısaltmanın en önemli örneklerinden biri 2011 yılında piyasaya sunulan spor arabaların önde gelen modellerinden olan Lamborghini Aventador’dur. 400.000 $ değerindeki Aventador, 230 mph ile süratleniyor ve bu performansının büyük bir kısmını şase ve gövdesinde kullanılan karbon-fiber ile güçlendirilmiş kompozit malzemeye borçlu. Aventador’un şase ve tüm gövdesi yalnızca 505 pound ağırlığa sahip.

Lamborghini ekibi, gövde ve şasenin 1/6 ölçekli modelini tek parça halinde üretmek için FDM teknolojisinden yararlandı. Maket modelin gövde ve şase prototiplerinin tümünü üretmek, baskı ve montaj dahil olmak üzere sadece iki ay sürdü.

Geleneksel imalat yöntemleri ile maket model üretimi için tahminen 4 aylık bir süre ve 40.000 $’lık bir kalıp maliyeti gerekirdi. Fakat, FDM teknolojisi ile maket model malzeme, işçi ve işlem süresi dahil olarak 3.000 $’lık bir maliyet ile 20 günlük bir sürede üretildi.

3. 3B baskı ile Hızlı Kişiselleştirme

Otomotiv üreticileri için araçları özellikle de iç kısımlarını kişiselleştirmek hem maliyetli hem de zorlayıcıdır. Az adetli üretim araçlarının belirli bir özellik için genellikle seri üretimin yüksek maliyetli olduğu çoğu üretici tarafından doğrulandı. 3B baskı teknolojileri, müşterilerine farklı seçenekler sunmanın yolunu arayan otomotiv üreticileri için bu konuda çözümler sunuyor.

Örnek olarak, global partnerimiz Stratasys bir Alman otomotiv üreticisi ile birlikte sürücü dostu özellikler içeren araba kabini üzerinde çalıştı. Bu özellik, yalnızca 10.000 araçta mevcut olacaktı ve adet sayısı, kalıp ve enjeksiyon kalıplama maliyetlerine girmek için yetersiz kalıyordu. Bu noktada, 3D baskı teknolojileri hem maliyet hem de malzeme açısından bir çözüm yolu oldu.

Özellikle ticari müşteriler için kişiselleştirilmiş iç tasarım, 3D baskıya yönelmek için başka bir ihtiyacı ortaya çıkarıyor. Az adetli üretilecek aygıt panelleri, GPS ve uydu navigasyon sistemlerine sahip esnek ön paneller gibi çeşitli özelliklere sahip alet ve aygıtlar içeren kompartımanlar için 3D baskı teknolojileri her geçen gün daha çok tercih ediliyor.

Elektrikli araçlar küçük bir kesimi temsil etse de elektrik araç marketi hızla büyüyor. Günden güne büyüyen bu sektörde, 3D baskı daha da öne çıkıyor. Elektrikli araçlar, az sayıda üretilmesi gereken aşırı özelleştirilmiş hafif parçalar üretimini gerektiriyor ve bu durum için FDM teknolojisi mükemmel bir çözüm sunuyor.

Global partnerimiz Stratasys, geçtiğimiz günlerde gerçekleştirdiği bir projede küçük ve ticari bir elektrikli aracın üretiminde yardımcı oldu. Stratasys ekibi, aracın tavanına ısıl şekillendirme uygulamak için kullanılacak parçalar üretti.

Daha hafif tavan parçaları birbirine yapıştırıldığında ve araca monte edildiğinde, aracın toplam ağırlığında neredeyse %5’lik bir azalma oldu. 3B baskı, elektrikli araçlar için bazı teknik sorunlar devam etse de büyüyen potansiyelini endüstriye göstermiş oldu.

4. Talep Üzerine Doğrulama ve Gelişmiş Ölçüm

3B baskı, ölçüm ve montajları için fabrikalarda önemli bir role sahip. Global partnerimiz Stratasys, far ve stop lambaları üzerinde son montaj için birçok noktayı ölçebilen çok fonksiyonlu bir aletin üretimi için Alman bir firma ile çalıştı. Bu projede, tek seferde 3 farklı işlem gerektiren üçgen şekilli bir alet üretilmesi gerekti ve parçanın üretimi FDM teknolojisi ile gerçekleşti. Alet, parçaların ve fikstürlerin doğruluğunu ölçmek için kauçuğun stop lambasına bağlandığı yerdeki köşelerin mesafesini ölçüyordu. Alet, hem 3 farklı ölçümü tek bir adımda birleştiriyor hem de çelik ve alüminyumdan yapılmış daha az fonksiyonlu aletler ile yer değiştiriyor ve maliyeti %30 oranında azaltıyor. FDM teknolojisi ile üretilmiş bu aletler, çok hafif olduklarından dolayı üretim ya da montaj hattı boyunca her istasyona kolayca taşınabiliyor.

FDM teknolojisi ile üretilen ölçüm aleti, sıfır toleranslı araba üretimi süreçlerinde kalite kontrolü garanti eden bir yardımcı olarak hizmet veriyor. Montaj sürecinde kullanılan aparat üretimi için FDM teknolojili 3D yazıcıların kullanımı günden güne artıyor. Ölçüm uygulamaları için ise montaj sürecindeki kapı boşluklarını ölçerken çizilmeleri engellemek için PolyJet Tango kauçuğumsu malzeme tercih ediliyor.

5. Gerçek Dünya Fonksiyonel Testleri: Neyin Çalıştığını Keşfetmek

Global partnerimiz Stratasys, neredeyse 10 yıl önce Fiat’a FDM teknolojisi ile nasıl kapı ve gövde panellerinin üretileceğini gösterdi. İtalyan otomotiv üreticileri hem çok büyük ve çok ince panellerin üretiminden etkilendi hem de üretilen parçaların birbirine ne kadar mükemmel oturduğunu gözlemledi. SLA ve SLS teknolojileri ile üretilen bu büyüklükteki parçaların mutlaka yamulmasına rağmen FDM teknolojisi ile üretilen parçalar şekillerini koruduğunu göre Fiat, daha önce yapmaları mümkün olmayan şeyleri yapmalarına olanak veren bir teknoloji ile tanışmış oldu. O günden beri, Fiat daha fonksiyonel parçalar üretmek için FDM teknolojisini tercih ediyor.

FDM teknolojisi ile kimyasal, fonksiyonel ve ısıl testlere dayanabilecek karmaşık parçalar üretilebilir. En popüler termoplastiklerden olan ULTEM 9085 malzeme, motor kompartımanlarının içi dahil olmak üzere test araçlarında kullanılacak karmaşık parçalar için alev geciktirici, yüksek performanslı bir termoplastik olarak kurtarıcı malzemedir. Ağırlık/performans oranı alüminyum alaşımlara benzer olan ULTEM 9085 malzeme, 186 C dereceye kadar sıcaklığa dayanabilir. Otomotiv parçaları için bir diğer popüler malzeme olan ULTEM 1010 malzeme, ULTEM 9085 malzemeden daha serttir ve 214 C dereceye kadar sıcaklığa dayanabilir.

FDM teknolojisi, yalnızca tasarımcıların çalışacağına inandıkları şeyleri doğrulamak için bir yol değil, aynı zamanda bir parça ya da montaj grubu üretime girmeden önce çalışmayan şeyleri ortaya çıkaran bir imalat yöntemidir. Örnek olarak; orijinal ve satış sonrası ürün üreticisi Hyundai Mobis, aygıt panelleri gibi parçaların değerlendirilmesine yardımcı olmak, tasarım doğrulaması, fonksiyonel testler ve prototip üretimi için FDM teknolojisini tercih ediyor.

Hyundai Mobis, özellikle Kia Spectra aracı için FDM teknolojisinde ABS plastik kullanarak aygıt panelinin prototipini üretti, 3D tarama cihazı ile taradı ve orijinal tasarımın doğruluğundan emin oldu. Bu süreç boyunca, maliyetleri arttıracak, gecikmelere sebep olacak ve parçanın bitmesine engel olaracak 27 sorun bulundu.

Otomotiv endüstrisi, geçmişten günümüze en hızlı ve en karmaşık endüstrilerden biri oldu. Fakat, muhtemelen hiçbir zaman bugün olduğu kadar umut veren fırsatlara sahip olmadı ve zorluklarla karşılaşmadı. Elektrikli araçlar için taleplerden çeşitli tüketici tercihlerine, daha sıkı çevresel denetimlere kadar birçok zorlukla karşılaşıldı, araç üretim planı sıkıştırıldı ve araç yaşam döngüsü kısaltıldı. Bu baskılar, değer zinciri boyunca bütün orijinal ürün üreticilerini ve tedarikçileri direkt olarak etkiledi. Tasarım sürecini hızlandırmak, kaliteyi arttırmak ve maliyetleri azaltmak için yaratıcı çözümler gerekti.

3D baskı teknolojilerinin tasarım stüdyolarındaki ve fabrikalardaki önemi her geçen gün artıyor. Rekabetçi ortamda önde kalmayı isteyen mühendisler, fabrika çalışanları ve her türlü tasarımcılar tarafından gelişmiş ölçümler, fonksiyonel testler için prototipler, kişiselleştirilmiş araçlar için parçalar, optimize edilmiş tasarımlar ve hızlı kalıplama için uygun maliyetli çözümler sağlayan 3D baskı teknolojilerinin benimsenmelidir. Keşfedilen, test edilen ve uygulanan 3D baskı teknolojileri, her geçen gün otomotiv endüstrisini daha da çok etkilemeye devam ediyor.