การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ SLS ในระดับอุตสาหกรรม ช่วยให้การพัฒนาและการทดสอบการทำงานของต้นแบบระบบถังเชื้อเพลิงทำได้เร็วขึ้นและด้วยต้นทุนที่ต่ำลง
ในการพัฒนาระบบเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ การผลิตต้นแบบนั้นมักถูกจำกัดด้วยต้นทุนเครื่องมือที่สูงและระยะเวลาการผลิตที่ยาวนาน ตัวถังเชื้อเพลิง แผ่นกั้นภายใน และส่วนประกอบอื่นๆ มักผลิตโดยวิธีการขึ้นรูปด้วยสุญญากาศโดยใช้เครื่องมือแบบรวดเร็วหรือการตัดเฉือนด้วยเครื่อง CNC ซึ่งทำให้การปรับปรุงการออกแบบมีทั้งต้นทุนสูงและใช้เวลานาน
การพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS (Selective Laser Sintering) ในระดับอุตสาหกรรมนำเสนอแนวทางใหม่ โดยการกำจัดเครื่องมือและผลิตชิ้นส่วนโพลีเมอร์ที่ใช้งานได้จริงโดยตรงจากข้อมูล CAD ผู้ผลิตสามารถเร่งการตรวจสอบต้นแบบได้อย่างมากในขณะที่ลดต้นทุนการพัฒนา
การแทนที่เครื่องมือและเครื่องจักร CNC ด้วยการผลิตแบบ SLS
การผลิตต้นแบบถังเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมมักต้องใช้เครื่องมือเฉพาะ โดยขึ้นอยู่กับขนาดของถัง แม่พิมพ์ขึ้นรูปสุญญากาศแบบรวดเร็วอาจมีราคาประมาณ 5,500–7,000 ดอลลาร์สหรัฐ และใช้เวลาในการผลิตประมาณ 12–14 วัน ส่วนแผ่นกั้นภายในถังเชื้อเพลิงมักผลิตด้วยเครื่อง CNC จากโพลีเอทิลีน โดยมีราคาประมาณ 400–800 ดอลลาร์สหรัฐต่อชิ้น และใช้เวลาในการผลิตสี่ถึงเจ็ดวัน
เมื่อการออกแบบเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งมักเกิดขึ้นบ่อยครั้งในระหว่างการพัฒนาผลิตภัณฑ์ กระบวนการผลิตเครื่องมือหรือการกลึงมักจะต้องทำซ้ำ ทำให้ต้นทุนและระยะเวลาของโครงการเพิ่มขึ้น
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการพัฒนา ผู้ผลิตระบบเชื้อเพลิงยานยนต์ YAPP Automotive Systems นำโซลูชัน SLS ระดับอุตสาหกรรมของ TPM3D มาใช้ โดยผสมผสาน เครื่องพิมพ์ 3 มิติ P360 SLS กับ สถานีแปรรูปผง PPS360บริษัทใช้ Precimid1176Pro GF30 BLKโดยใช้วัสดุ PA12 เสริมใยแก้ว เพื่อผลิตแผ่นกั้นถังเชื้อเพลิงต้นแบบโดยตรงจากแบบดิจิทัล
การเปลี่ยนจากการจ้างผลิตชิ้นส่วนภายนอกมาเป็นการผลิตด้วยเทคโนโลยี SLS ภายในองค์กร ช่วยลดระยะเวลาการพัฒนาลงอย่างมาก ปัจจุบันสามารถผลิตแผ่นกั้นต้นแบบได้ภายในวันเดียว แทนที่จะใช้เวลาประมาณห้าวัน ซึ่งช่วยลดระยะเวลารอคอยลงได้ประมาณ 80%
ต้นทุนการผลิตก็ลดลงอย่างมากเช่นกัน ต้นทุนการผลิตแผ่นกั้นต้นแบบลดลงจาก ประมาณ USD 625 ไปยัง ประมาณ 85 เหรียญสหรัฐ—การลดลงของ 87% .
หลังจากผ่านกระบวนการพ่นทรายแล้ว ชิ้นส่วนที่พิมพ์ออกมาจะมีขนาดที่แม่นยำและคุณภาพพื้นผิวที่ดีพอสำหรับการประกอบและการประเมินการทำงาน วิศวกรสามารถแก้ไขแบบจำลอง CAD พิมพ์ชิ้นส่วนที่ปรับปรุงแล้ว และทำการตรวจสอบความถูกต้องให้เสร็จสิ้นภายในวันถัดไป ทำให้การออกแบบสามารถพัฒนาได้อย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น
ระบบ SLS ขนาดใหญ่สำหรับการสร้างต้นแบบเปลือกถังเชื้อเพลิง
นอกเหนือจากส่วนประกอบแต่ละชิ้นแล้ว ระบบ SLS แบบเลเซอร์คู่ขนาดใหญ่ของ TPM3D ซึ่งรวมถึง... P550DL และ S600DL—ทำให้สามารถผลิตต้นแบบเปลือกถังเชื้อเพลิงขนาดใหญ่แบบชิ้นเดียวได้
เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการขึ้นรูปสุญญากาศแบบดั้งเดิม ต้นทุนการผลิตต้นแบบถังเชื้อเพลิงทั้งชุดสามารถลดลงได้จาก ประมาณ USD 7,000 ไปยัง ประมาณ 1,250 เหรียญสหรัฐซึ่งคิดเป็นการลดต้นทุนได้ประมาณ 82% .
ระยะเวลานำส่งสามารถลดลงจากประมาณ 12 วัน เหลือเพียง 2 วัน ซึ่งช่วยลดเวลาในการจัดส่งได้ประมาณ 83%
TPM3D กำลังพัฒนาระบบ SLS ขนาดเมตรที่ออกแบบมาเพื่อรองรับการใช้งานในอุตสาหกรรมยานยนต์ขนาดใหญ่ยิ่งขึ้นในอนาคต
การทดสอบการทำงานที่นอกเหนือไปจากต้นแบบที่มองเห็นได้
แตกต่างจากแบบจำลองรูปลักษณ์ที่ผลิตขึ้นเพื่อการตรวจสอบการออกแบบเท่านั้น ชิ้นส่วนถังเชื้อเพลิงที่ผลิตด้วยเทคโนโลยี SLS สามารถนำไปใช้ในการทดสอบการทำงานระหว่างการพัฒนาผลิตภัณฑ์ได้
แอปพลิเคชันการตรวจสอบความถูกต้องทั่วไป ได้แก่:
- การจำลองการสั่นสะเทือนแบบหกแกน: ความแข็งแรงเชิงกลและคุณสมบัติไอโซโทรปิกของ Precimid1176Pro GF30 BLK ช่วยให้ต้นแบบถังเชื้อเพลิงที่พิมพ์แบบชิ้นเดียวสามารถผ่านการทดสอบจำลองการสั่นสะเทือนและการรับน้ำหนักได้ นอกจากนี้ยังสามารถติดตั้งเซ็นเซอร์แบบบูรณาการเพื่อเก็บข้อมูลความเค้นและความเครียดระหว่างการทดสอบได้อีกด้วย
- การปิดผนึกและการประเมินอุณหภูมิ: หลังจากผ่านกระบวนการตกแต่งและปิดผนึกแล้ว ถังเชื้อเพลิงที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถประเมินความแน่นหนาของอากาศ ความแน่นหนาของน้ำ และประสิทธิภาพทางความร้อนได้
- การทดสอบเสียง: แผ่นกั้นภายในถังเชื้อเพลิงที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ช่วยให้สามารถประเมินการออกแบบลดเสียงรบกวนได้อย่างรวดเร็ว ทำให้วิศวกรสามารถเปรียบเทียบการออกแบบหลายเวอร์ชันได้ในขณะที่ลดต้นทุนการพัฒนาให้น้อยที่สุด
ความสามารถเหล่านี้ขยายบทบาทของ SLS ให้กว้างไกลกว่าการสร้างต้นแบบด้วยภาพ ช่วยให้ทีมวิศวกรรมสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ในกระบวนการพัฒนา และสนับสนุนการผลิตเชิงฟังก์ชันในปริมาณน้อยเมื่อเหมาะสม
เร่งการพัฒนาด้านดิจิทัลสำหรับระบบเชื้อเพลิงยานยนต์
เนื่องจากผู้ผลิตรถยนต์ต่างพยายามลดระยะเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) จึงกลายเป็นเครื่องมือที่ใช้งานได้จริงมากขึ้นสำหรับการผลิตต้นแบบและการตรวจสอบทางวิศวกรรม
ด้วยการผสานรวมฮาร์ดแวร์ SLS ระดับอุตสาหกรรมเข้ากับวัสดุโพลีเมอร์เกรดวิศวกรรม โซลูชันของ TPM3D ช่วยให้นักพัฒนาด้านยานยนต์ลดการพึ่งพาเครื่องมือเฉพาะทาง เร่งกระบวนการออกแบบ และลดต้นทุนการผลิตต้นแบบได้
สำหรับงานประยุกต์ใช้ เช่น ระบบถังเชื้อเพลิง ซึ่งมักต้องผ่านการตรวจสอบหลายรอบ การพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS ช่วยให้กระบวนการผลิตมีความยืดหยุ่น สนับสนุนการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่รวดเร็วยิ่งขึ้น พร้อมทั้งยังคงรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่จำเป็นสำหรับการทดสอบ
อ่านเพิ่มเติม:
- การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วด้วยการพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS — คู่มือฉบับสมบูรณ์
- จากต้นแบบสู่การผลิต: 3 การใช้งานชิ้นส่วนรถยนต์พิมพ์ 3 มิติ SLS ในรถยนต์ไฟฟ้า
- เครื่องพิมพ์ 3 มิติเลเซอร์แบบหลอมผงพลาสติก—เทคโนโลยี วัสดุ และการเลือกเครื่องจักร
- คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับวัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS (PA12, PA11, CF, GF, PEEK และอื่นๆ)
- วัสดุไนลอน 12 TPM3D SLS ผ่านการรับรองคุณสมบัติหน่วงไฟ UL94 5VA
