تستخدم فرق السيارات عدة أشكال من الطباعة ثلاثية الأبعاد. تدعم نماذج البوليمر فحوصات المظهر والملاءمة، ويمكن لتصنيع الإضافات المعدنية إنتاج أجزاء وظيفية مختارة، وتخدم الطباعة الرملية ثلاثية الأبعاد صب المعادن التقليدية. فهو يطبع القوالب والنوى حتى تتمكن الفرق من الحصول على مصبوبات من السبائك الحقيقية بينما لا تزال أدوات الإنتاج في طور التطور، أو تكون الكميات محدودة أو تكون الهندسة الداخلية معقدة.
مجموعة نقل الحركة والمساكن المعقدة
غالبًا ما تحتوي كتل المحرك ورؤوس الأسطوانات وعلب ناقل الحركة والمسبوكات ذات الصلة على ممرات زيت ومبرد بالإضافة إلى وحدات إسناد تثبيت متعددة. قد تتطلب التجارب التقليدية عدة قوالب لتشكيل قلب الرمل ومجموعة قلب متعددة القطع. تعمل طباعة النوى المعقدة على تقليل انتظار أدوات النموذج الأولي وتتيح للمهندسين مراجعة الممرات وسمك الجدار المحلي. الاختبار الحقيقي ليس ما إذا كان الشكل مطبوعًا أم لا، ولكن ما إذا كان من الممكن تنظيفه وتحديد موقعه وسكبه والتحقق من صحته من حيث التسرب والأبعاد والبنية الدقيقة والمتانة. راجع النماذج الأولية للسيارات والمسبوكات ذات الحجم المنخفض.
مكونات القيادة الإلكترونية والإدارة الحرارية
قد تحتوي مبيتات المحرك ومحرك الأقراص الإلكترونية والعاكسات والمكونات الحرارية على سترات تبريد وممرات متعرجة وجدران رقيقة. يتيح الرمل المطبوع للفريق مقارنة التصاميم مبكرًا وإجراء اختبارات التدفق والختم والدورة الحرارية على المسبوكات المعدنية. إذا كان مسار الإنتاج هو الصب بالقالب، فقم بتوثيق الاختلافات في البنية المجهرية والسطح والأبعاد والخصائص وحدد الاستنتاجات التي تتطلب تأكيدًا في أدوات الإنتاج.
الهيكل وهياكل الجسم والنماذج الأولية الكبيرة
إن التعديل المتكرر لأداة معدنية كبيرة قبل تجميد التصميم أمر مكلف. يمكن للنموذج الأولي المصبوب بالرمل فحص بيانات التعبئة والتغليف والتصنيع والتجميع والوظائف الهيكلية المحددة والمساعدة في التحقق من صحة نظام تشغيل المعدن المنصهر. إنها ليست بديلاً عن أداة الصب بالضغط العالي للإنتاج ولا يمكنها تحديد وقت دورة الإنتاج أو الأداء من تلقاء نفسها. راجع الحدود في العفن الرملي والعملية الأساسية ودليل الطباعة الرملية في تطوير gigacasting.
المركبات القديمة وقطع غيار الخدمة
عندما يتم إيقاف الأدوات، تنتهي سلسلة التوريد الأصلية أو يكون الطلب منخفضًا للغاية، يمكن في بعض الأحيان إعادة بناء بيانات الصب من CAD المؤرشفة أو الرسومات أو المسح الضوئي واستخدامها لطباعة مجموعة قصيرة من القوالب. يؤدي هذا إلى تجنب استخدام أداة جديدة كاملة لبعض الأجزاء، ولكنه لا يزال يتطلب تأكيدًا للمواد واسترداد الأبعاد ومراجعة العملية والتحقق من صحة المقالة الأولى. تعد حقوق الملكية الفكرية، وترخيص الرسم، ومسؤولية السلامة، والوصول إلى الملفات، ومراقبة المراجعة أمرًا ضروريًا.
أدوات التطوير والأجزاء المساعدة
لا يصبح كل جزء من الرمل المطبوع قالب صب. تستخدم بعض البرامج التصنيع الإضافي المعتمد على الرمال في النوى أو التركيبات أو تجارب العمليات في التشكيل الحراري والمواد المركبة. تحتاج متطلبات القوة ودرجة الحرارة والسطح والإزالة إلى التحقق المنفصل.
نشر مراجع الاستثمار في السيارات
تظل الأدوات تكلفة كبيرة في تطوير المركبات الجديدة. تشير المواد المصدرية لهذه المقالة إلى أدوات لوحة العدادات الشائعة بسعر يتراوح بين 100000 إلى 150000 دولار أمريكي، وأدوات المصد بسعر يتراوح بين 50000 إلى 100000 دولار أمريكي، والأدوات المتعلقة بالمحرك بسعر يتراوح بين 20000 إلى 80000 دولار أمريكي. قد يضيف تغيير كبير في التصميم حوالي 100000 دولار أمريكي، في حين أن القالب السفلي الكبير المكون من قطعة واحدة قد يصل إلى 1.5 مليون دولار أمريكي. ولذلك فإن الرمال الرقمية هي الأكثر قيمة للتجارب قبل تجميد الأدوات المعدنية باهظة الثمن.
أبلغت برامج مختارة للسيارات عن تكلفة التحقق من الرمال على أساس الرمال بالقرب من 3% من مسار النموذج الأولي المعدني، وتقليل وقت التطوير من عام واحد تقريبًا إلى شهرين أو ثلاثة أشهر، وانخفاض إجمالي تكلفة التطوير بمقدار النصف تقريبًا. تعامل مع هذه الأمور كمراجع للمشروع بدلاً من كونها نتائج عالمية.
بدأ مشروع IDAM من BMW في عام 2019 بخطين تجريبيين للتصنيع الإضافي يستهدفان حوالي 50000 قطعة إنتاج و10000 قطعة غيار سنويًا. استثمرت BMW أيضًا حوالي 15 مليون يورو في مركز تصنيع المواد المضافة في ميونيخ في عام 2020، مع الأتمتة التي تهدف إلى تقليل العمليات اليدوية من حوالي 35٪ إلى أقل من 5٪ وخفض تكلفة الوحدة لأجزاء AM المعدنية إلى النصف. يشتمل IDAM على تصنيع المواد المعدنية وليس برنامج طباعة رملية، ولكنه يوضح كيف يتجه التصنيع الرقمي للسيارات نحو إنتاج قابل للتكرار ويمكن تتبعه.
اختيار الطريق الصحيح
| خاصية المشروع | الطريق للتقييم أولا |
|---|---|
| لمرة واحدة أو منخفضة الحجم ومعقدة ومتغيرة بشكل متكرر | قالب رمل أو قلب مطبوع ثلاثي الأبعاد |
| قالب خارجي بسيط، قلب داخلي معقد | قالب تقليدي مع قلب مطبوع |
| صب الرمل مستقر متوسط أو كبير الحجم | قارن بين الأدوات والقولبة الآلية وقدرة الطباعة |
| جزء كبير مخصص لصب القوالب بالضغط العالي | رمل مطبوع لفحوصات تطوير مختارة؛ الأدوات المعدنية للإنتاج |
| المظهر واللياقة فقط | قد يكون النموذج الأولي للبوليمر أسرع وأقل تكلفة |
| التحقق الوظيفي قريب من مواد الإنتاج | اختر طريق الصب الذي يلبي احتياجات السبائك والمعالجة الحرارية والاختبار |
تم تصميم نظام الطباعة الرملية ثلاثي الأبعاد SJ-1200 للقوالب والقلوب الصناعية. لمقارنة النموذج الأولي أو الجسر أو مسارات قطع الغيار، أرسل قطعة تمثيلية والكمية المتوقعة.
الأسئلة المتداولة
ما هي قطع غيار السيارات المرشحة الشائعة؟
مبيتات مجموعة نقل الحركة وناقل الحركة، ومبيتات المحركات، وأجسام المضخات، والمكونات الحرارية، والهياكل المختارة. يحدد الحجم والسبائك والممرات الداخلية وهدف الاختبار والكمية مدى الملاءمة.
كيف تدعم الطباعة قطع الغيار القديمة؟
مع الترخيص القانوني والبيانات الموثوقة المعاد بناؤها، يمكن عمل قوالب قصيرة المدى بدون الأداة الأصلية. لا يزال الصب الأول يتطلب التحقق من صحة المواد والأبعاد والوظيفية.
هل يمكن لقوالب الرمل المطبوعة أن تصنع مصبوبات هيكلية كبيرة؟
يمكن تصنيع أحجام مختلفة ضمن نطاق تصميم الطابعة أو من خلال التقسيم الهندسي. يصبح التوصيل والتعامل والقوة والصب والتشويه أكثر أهمية مع زيادة الحجم.
كيف يختلف مسار النموذج الأولي عن أدوات الإنتاج؟
النماذج الأولية تعطي الأولوية للتكرار والكمية المنخفضة؛ تعطي أدوات الإنتاج الأولوية لوقت الدورة والحياة والأتمتة وتكلفة الوحدة. قد لا يقوم النموذج الأولي المصبوب بالرمل بإعادة إنتاج البنية المجهرية أو الأداء.
كيف يجب على الفريق الاختيار بين الرمل المطبوع والأدوات المعدنية؟
قارن الكمية ونضج التصميم والحجم والتعقيد والعملية المستهدفة والمهلة الزمنية والتكلفة الإجمالية. الطباعة قبل تجميد التصميم أو بحجم منخفض؛ الانتقال إلى أداة الإنتاج المناسبة عندما يستقر الطلب والهندسة.