Аддитивные технологии в автомобильной индустрии

В последние несколько лет всё чаще говорят, что аддитивные технологии могут не просто изменить человеческую жизнь, а в полном объеме заменить большую часть привычных для нас производственных процессов. Речь в этом случае может идти о строительстве домов, печати металлических изделий, но чаще, конечно, об изготовлении деталей при помощи полимерного принтера.

Уже более 7 лет я работаю в конструкторском бюро, и актуальным на данный момент вопросом является: "Что из этого мы можем напечатать?”. На первый взгляд, в автомобиле есть места для печатных деталей, только если их функционал минимален, но это не так. Сегодня разберем, можно ли напечатать автомобильную запчасть на полимерном принтере и когда это действительно бывает выгодно.

Для начала важно подчеркнуть, что 3D-печать - это не решение для массового производства. При крупносерийном выпуске традиционные методы, такие как литье или штамповка, остаются более экономически эффективными. При этом, что касается размеров детали, то напечатать можно практически любую автозапчасть. Здесь все зависит от её геометрии и возможностей 3D-принтера.

Так можно ли за счет данной технологии добиться финансовой выгоды и в чем?

3D-печать находит свою нишу в создании штучных экземпляров или мелкосерийном производстве. Одной из важных сфер, где она может значительно сократить расходы, является обслуживание редких и раритетных моделей автомобилей. Оригинальные запчасти для таких машин часто либо трудно найти, либо они обходятся слишком дорого. В таких ситуациях 3D-печать позволяет восстановить утраченные или поврежденные детали, которые давно сняты с производства. При этом стоимость их изготовления значительно ниже. Это особенно актуально для коллекционеров и владельцев классических автомобилей, которые нередко сталкиваются с трудностями в поиске редких компонентов.

Ещё одной сферой, когда 3D-печать может быть экономически выгодной, является производство небольших пластиковых деталей, таких как ручки, декоративные элементы интерьера и экстерьера, кронштейны или втулки. Оригинальные запчасти в этой категории часто имеют неоправданно высокую стоимость. К тому же такие детали обычно не подвержены серьёзным нагрузкам, что делает использование 3D-печатных аналогов безопасным, надежным и экономически выгодным решением. Ярким примером выступают крепления столиков в поездах МЦК. Если приглядитесь, то увидите, что часть из них напечатана. Из-за частого использования, пластиковые элементы изнашиваются. Но такие поломки являются штучными, поэтому повторная отливка деталей будет дорогостоящей и вероятнее всего времязатратной. Аддитивные технологии позволят оперативно решать эту проблему, позволяя поддерживать целостность и эстетичность поездов. 

Помимо замены уже существующих деталей, 3D-печать может значительно сократить расходы при прототипировании и тестировании различных версий. Это особенно полезно для автолюбителей, занимающихся тюнингом или модификацией своих автомобилей. Возможность быстро и экономично изготовить несколько вариантов детали для выбора наилучшего решения существенно снижает затраты на разработку. Такой подход также активно используется в профессиональном автоспорте, где аддитивные технологии применяются для создания легких и оптимизированных компонентов, таких как впускные и выпускные коллекторы, воздуховоды сложной конструкции и кронштейны.

Сейчас при разработке одного из наших проектов - гибридного спортпрототипа FDR12, мы активно используем аддитивные технологии как на этапе прототипирования, так и на этапе сборки. На первой итерации, используя REC PLA мы изготовили макеты элементов подвески будущего автомобиля (рычаги, коромысла, толкатели, тяги стабилизатора, поворотные кулаки, кронштейны), маслонасос, поддон, а также руль. Целью процесса выступали тестирование, проверка совместимости различных систем и обнаружение ошибок проектирования. Затем некоторые из этих деталей (элементы руля, распределительная коробка, элементы креплений) распечатали из инженерного пластика REC FormaX, который обеспечивает прочность, легкость и устойчивость к высоким температурам готовых изделий.

В следующих постах на конкретных примерах разберём особенности печати изделий различными материалами, их характеристики, плюсы и минусы.