Автомобильные команды используют несколько форм 3D-печати. Полимерные прототипы обеспечивают проверку внешнего вида и соответствия, аддитивное производство металлов позволяет производить отдельные функциональные детали, а 3D-печать песком служит для обычного литья металлов. Он печатает формы и стержни, поэтому команды могут получать отливки из реальных сплавов, пока производственное оборудование все еще развивается, количество ограничено или внутренняя геометрия сложна.
Силовой агрегат и сложные корпуса
Блоки двигателей, головки цилиндров, корпуса трансмиссии и связанные с ними отливки часто содержат каналы для масла и охлаждающей жидкости, а также несколько опорных точек крепления. Для обычных испытаний может потребоваться несколько форм для формования песчаных стержней и сборный узел стержня из нескольких частей. Печать сложных стержней сокращает время ожидания изготовления прототипа инструмента и позволяет инженерам корректировать проходы и локальную толщину стенок. Настоящая проверка заключается не в том, печатается ли форма, а в том, можно ли ее очистить, найти, залить и проверить на утечку, размеры, микроструктуру и долговечность. См. прототипы автомобилей и мелкосерийное литье.
Компоненты электронного привода и терморегулирования
Корпуса двигателей и электронных приводов, инверторы и тепловые компоненты могут содержать рубашки охлаждения, обмотки и тонкие стенки. Напечатанный песок позволяет команде заранее сравнивать конструкции и проводить испытания на текучесть, герметичность и термический цикл металлических отливок. Если производственным маршрутом является литье под давлением, задокументируйте различия в микроструктуре, поверхности, размерах и свойствах и определите, какие выводы требуют подтверждения на производственной оснастке.
Шасси, конструкции кузова и крупные прототипы
Многократная модификация большого металлического инструмента до заморозки конструкции обходится дорого. Прототип, отлитый из песка, позволяет проверить упаковку, данные обработки, сборку и выбранные конструктивные функции, а также помочь проверить систему направляющих из расплавленного металла. Он не заменяет производственный инструмент для литья под высоким давлением и не может самостоятельно определить продолжительность производственного цикла или производительность. Ознакомьтесь с границами нашего процесса изготовления песчаных форм и стержней и руководства по печати из песка при разработке гигакастинга.
Устаревшие автомобили и запасные части для обслуживания
Когда инструменты выведены из эксплуатации, исходная цепочка поставок прервана или спрос очень низок, данные отливки иногда можно реконструировать из архивных САПР, чертежей или сканирований и использовать для печати небольшой партии форм. Это позволяет избежать использования полностью нового инструмента для нескольких деталей, но по-прежнему требует подтверждения материала, восстановления размеров, анализа процесса и проверки первого изделия. Права интеллектуальной собственности, авторизация чертежей, ответственность за безопасность, доступ к файлам и контроль версий имеют важное значение.
Инструменты для разработки и вспомогательные детали
Не каждая напечатанная деталь из песка становится литейной формой. В некоторых программах используется аддитивное производство на основе песка для расходных стержней, приспособлений или технологических испытаний термоформования и композитов. Требования к прочности, температуре, поверхности и удалению требуют отдельной проверки.
Опубликованные ссылки на инвестиции в автомобильную промышленность
Инструменты остаются основной статьей затрат при разработке новых автомобилей. В исходном материале для этой статьи указаны обычные инструменты для приборной панели стоимостью 100 000–150 000 долларов США, инструменты для бампера стоимостью 50 000–100 000 долларов США и инструменты для двигателя стоимостью 20 000–80 000 долларов США. Значительное изменение конструкции может добавить около 100 000 долларов США, а стоимость цельного штампа для днища кузова может достигать 1,5 миллиона долларов США. Поэтому цифровой песок наиболее ценен для испытаний до того, как дорогостоящий металлический инструмент будет заморожен.
В некоторых автомобильных программах сообщается, что стоимость проверки на основе песка составляет около 3% от стоимости изготовления металлического прототипа, время разработки сокращается примерно с одного года до двух или трех месяцев, а общая стоимость разработки сокращается примерно вдвое. Относитесь к ним как к ссылкам на проект, а не как к универсальным результатам.
Проект BMW IDAM начался в 2019 году с двух пилотных линий аддитивного производства, рассчитанных на выпуск около 50 000 производственных деталей и 10 000 запасных частей в год. В 2020 году BMW также инвестировала около 15 миллионов евро в свой мюнхенский центр аддитивного производства, где автоматизация призвана сократить количество ручных операций примерно с 35% до менее 5% и вдвое снизить себестоимость металлических деталей AM. IDAM включает в себя металлический AM и не является программой печати на песке, но он показывает, как цифровое автомобильное производство движется к повторяемому и отслеживаемому производству.
Выбор правильного маршрута
| Характеристика проекта | Маршрут для оценки в первую очередь |
|---|---|
| Разовые или небольшие объемы, сложные, часто меняющиеся | 3D-печатная песчаная форма или стержень |
| Простая внешняя форма, сложное внутреннее ядро | Обычная форма с печатным стержнем |
| Стабильное литье в песчаные формы среднего или большого объема | Сравните инструменты, возможности автоматического формования и печати. |
| Крупная деталь, предназначенная для литья под высоким давлением. | Печатный песок для выбранных проверок развития; металлическая оснастка для производства |
| Внешний вид и только внешний вид | Полимерный прототип может оказаться быстрее и дешевле |
| Функциональная проверка, близкая к производственному материалу | Выберите маршрут литья, соответствующий потребностям сплавов, термической обработки и испытаний. |
Система 3D-печати песком SJ-1200 предназначена для промышленных форм и стержней. Чтобы сравнить маршруты прототипов, мостов или запасных частей, отправьте репрезентативную деталь и ожидаемое количество.
Часто задаваемые вопросы
Какие автомобильные детали являются наиболее распространенными кандидатами?
Корпуса силовых агрегатов и трансмиссий, корпуса двигателей, корпуса насосов, тепловые компоненты и отдельные конструкции. Размер, сплав, внутренние каналы, цель испытания и количество определяют пригодность.
Как печать поддерживает устаревшие запасные части?
При наличии юридического разрешения и надежных реконструированных данных можно изготовить небольшую партию форм без оригинального инструмента. Первая отливка все еще требует проверки материала, размеров и функциональности.
Могут ли печатные песчаные формы изготавливать крупные конструкционные отливки?
Различные размеры могут быть изготовлены в пределах диапазона сборки принтера или с помощью специальной сегментации. Соединение, обработка, прочность, заливка и деформация становятся более важными по мере увеличения размера.
Чем маршрут прототипа отличается от производственного инструмента?
При прототипировании приоритет отдается итерациям и небольшому количеству; В производственных инструментах приоритет отдается времени цикла, сроку службы, автоматизации и стоимости единицы продукции. Прототип, отлитый под давлением, может не воспроизводить микроструктуру или характеристики отлитого под давлением прототипа.
Как команде следует выбирать между печатным песком и металлическими инструментами?
Сравните количество, зрелость конструкции, размер, сложность, целевой процесс, время выполнения заказа и общую стоимость. Печатайте до заморозки дизайна или в небольшом объеме; переход на соответствующий производственный инструмент, когда спрос и геометрия стабилизируются.