De combinatie van auto's en 3D-printen beperkt zich niet langer tot conceptauto's. Tegenwoordig wordt 3D-printtechnologie overal in de auto-industrie toegepast – van onderzoek en ontwikkeling (R&D) van voertuigen tot proefproductie, opstellingen en mallen voor productielijnen, maatwerkmodificaties en zelfs massaproductie.
Dongfeng Motorgroep, een van de toonaangevende autofabrikanten van China, loopt voorop bij de implementatie van selectieve lasersintering (SLS) 3D-printtechnologie om de efficiëntie te verbeteren, kosten te verlagen en ontwikkelingscycli te versnellen.
Inzicht in auto-onderdelen en -materialen
Een moderne auto bestaat uit duizenden componenten – doorgaans tussen de 10,000 en 20,000 – verdeeld over hoofdsystemen zoals de motor, het chassis, de carrosserie en de elektrische apparatuur. Deze componenten zijn gemaakt van diverse materialen, die grofweg worden onderverdeeld in metalen en niet-metalen.
Niet-metalen onderdelen zijn onder meer de binnenbekleding, de buitenbekleding, afdichtingen en banden. Deze onderdelen vormen een groot deel van het gewicht en de functionaliteit van het voertuig.
Tijdens de ontwerp- en R&D-fase, als het doel voornamelijk de verificatie van de afmetingen en de assemblage is, kunnen vrijwel alle niet-precisieonderdelen worden geproduceerd met behulp van 3D-printen. Dit stelt ingenieurs in staat om de pasvorm, uitlijning en het algehele ontwerp te valideren zonder afhankelijk te zijn van traditionele productiemethoden.
Functionele verificatie, productie van kleine series en onderdelen voor eindgebruik worden echter beperkter door de huidige beperkingen van 3D-printmaterialen en -processen.
Niettemin heeft de snelle vooruitgang van 3D-printtechnologie de toepassingen ervan in de automobielindustrie aanzienlijk uitgebreid, waardoor er nieuwe mogelijkheden zijn ontstaan voor prototyping, productieondersteuning en eindgebruikcomponenten.
Met koolstofvezel versterkte airbagbehuizing, 3D-geprint door Joyson Safety Systems met behulp van SLS-technologie
Toepassing van SLS 3D-printen door Dongfeng Motor Group
In de automobielsector heeft Dongfeng Motor Group de SLS 3D-printtechnologie geïmplementeerd om prototypeonderdelen te vervaardigen tijdens de proefproductie van nieuwe voertuigen.
Zo wordt bijvoorbeeld het centrale bedieningspaneel van een prototypevoertuig geprint met behulp van TPM3D's Precimid1172Pro GF30 ZWART, een met 30% glasvezel versterkt nylon 12-materiaal dat uitstekende sterkte en slagvastheid biedt. Ook verdeelkastbehuizingen zijn bedrukt met Precimid1172Pro, een algemeen nylon 12-materiaal dat goede mechanische prestaties combineert met een glad oppervlaktekwaliteit.
Door gebruik te maken van SLS 3D-printen, elimineert Dongfeng Motor Group de noodzaak van traditioneel spuitgieten of CNC-bewerking voor deze kunststofcomponenten. Dit vereenvoudigt het prototypeproductieproces, verlaagt de outsourcingkosten en verkleint het risico op het lekken van intellectueel eigendom van prototypemodellen.
Bredere toepassingen in de auto-industrie
Andere autofabrikanten, zoals GAC Grouphebben ook de SLS-technologie onderzocht voor een breder scala aan toepassingen. SLS-geprinte onderdelen worden nu gebruikt voor binnen- en buitenbekleding, warmtewisselaars, aandrijflijncomponenten, chassiselementen en meer. De technologie ondersteunt meerdere verificatiemethoden, waaronder uiterlijk, structurele integriteit, montage en ergonomische tests, in tientallen componentcategorieën.
Voorheen vereiste het uitbestedingsproces voor prototyping meerdere stappen: aanvraag indienen, kosten goedkeuren, leveranciersvragen stellen, levering, ontvangst en acceptatie. Deze stappen duurden twee tot drie weken. Met de in-house SLS 3D-printing is deze workflow gestroomlijnd tot slechts vier stappen: aanvraag indienen, printen, ontvangst en acceptatie. De verificatie kan nu binnen slechts vier dagen beginnen, volledig binnen het bedrijf, wat de efficiëntie aanzienlijk verbetert.
De toekomst van 3D-printen in de autoproductie
De voorbeelden van Dongfeng Motor Group en GAC Group laten zien hoe 3D-printen niet langer alleen een hulpmiddel is voor conceptauto's, maar een cruciale stimulans voor moderne R&D, proefproductie en zelfs maatwerkproductie in de auto-industrie. Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, zal het scala aan onderdelen en toepassingen die geschikt zijn voor 3D-printen toenemen, waardoor additieve productie verder wordt geïntegreerd in de volledige levenscyclus van de auto-industrie – van ontwerp en prototyping tot productie en uiteindelijke levering.
Conclusie: efficiëntie, kostenreductie en innovatie
Door de implementatie van SLS 3D-printtechnologie heeft Dongfeng Motor Group haar R&D-cyclus versneld, kosten verlaagd, de productie vereenvoudigd en de controle over intellectueel eigendom vergroot. Naarmate de technologische vooruitgang voortduurt, zal de rol van 3D-printen in de auto-industrie naar verwachting evenredig toenemen, wat nieuwe kansen biedt voor innovatie en efficiëntie in de hele sector.
