Otomotivde 3D Yazıcı Uygulamaları

Günümüzde 3D baskı teknolojileri, yüksek performanslı malzemelerden yapılmış parçaların hem prototiplenmesini hem de üretimini mümkün kılacak kadar gelişmiştir.

3D baskının otomobil üreticilerine sağladığı en büyük avantajlardan biri, prototip üretmek için gereken maliyetleri ve zamanı azaltma becerisidir.

Az sayıda otomobil üreten ayrıcalıklı, üst düzey üreticiler, yüksek kaliteli, son kullanım parçaları 3D yazdırmaya elverişlidir. Bugatti & Koenigsegg gibi üreticiler için 3D baskı, prototip oluşturma maliyetlerini düşürebilir ve otomobillerini ayrıcalıklı kılacak özellikler ekleyebilirler.

Bazı üst düzey son kullanım parçalarını 3D yazdırmak mantıklı olsa da, büyük ölçekte uygun maliyetli değildir. Bu nedenle, seri üretilen arabalarda yüksek kaliteli 3D baskılı parçalar tercih edilmez.

Bununla birlikte, 3D baskı, özel üretim yapan markalar için hala harika bir özelleştirme aracı olarak hizmet edebilir.

İşte dünyanın en iyi otomotiv 3D baskı uygulamaları:

  1. Otomotiv’de Şimdi ve Gelecek
    1. Volkswagen
    2. Volkswagen’in Yarış Arabası
    3. Bugatti
    4. BAC
    5. Hackrod
    6. BMW
    7. David Brown Automotive
    8. Local Motors (LM)
    9. Koenigsegg
    10. HRE: Dünyanın İlk 3D Baskılı Jantları
    11. Ford’un Üretim Hattı İçin Jigleri ve Fikstürleri
    12. David Bowie 3D Baskılı Tribute Konsept Otomobili
  2. Sıradaki Ne?
  3. İlgili Makaleler

Otomotiv’de Şimdi ve Gelecek

Otomobil şirketleri, araçlarını pazara sunma sürelerini kısaltmak, üretim hattındaki maliyetleri ortadan kaldırmak ve karmaşık parçalar üretmek için 3D baskı teknolojilerini giderek daha fazla kullanıyor. Katmanlı üretim, geleneksel üretim yöntemlerinde yaygın olan, önemli gecikmeler ve masraflar olmadan hızlı revizyonlar ve değişiklikler yapılmasını mümkün kılar.

Otomotiv'de Şimdi ve Gelecek
Bugatti Chiron için 3D basılmış bir spoyler braketi - Kaynak: 3dprintingindustry.com

Peki, otomobil üreticilerinin 3D baskıyı nasıl uyguluyorlar? Yılda milyonlarca araç üreten güçlü otomobil üreticilerinden, seçkin müşteriler için ısmarlama kreasyonlar üretenlerden, daha küçük ekipmanlara kadar otomotiv endüstrisinin bu yeni teknolojiyi nasıl kullandığına bir göz atalım.

Volkswagen

VW, 1930’ların sonlarında “halk arabası” (“Volkswagen” kelimesinin tam çevirisi) olarak başlayıp günümüzün çokuluslu şirketine dönüşen dünyanın en büyük otomobil üreticilerinden biridir. 2018 yılında dünya çapında 10,8 milyon araç sattılar.

İşin bir kolu olan VW Autoeuropa, Portekiz fabrikasında üretilen VW Scirocco, Sharan ve Seat Alhambra otomobilleri için 3D baskı araçları, donanımlar ve fikstürler ile üretim iş akışında devrim yarattı.

Volkswagen'de 3D Yazıcılar
Şirket içinde tasarlanan ve basılan birçok arka kapak rozet göstergelerinden biri - Kaynak: Ultimaker/YouTube

VW Autoeuropa, 3D baskılar için Ultimaker ile işbirliği yaptı. Halihazırda yedi FDM 3D yazıcıdan yararlanıyor ve bunu yaparken daha önce harici olarak üretilen tüm araçların %93’ünü kendi bünyesinde üretiyor. Dönüştürülen temel öğeler şunları içeriyor:

Volkswagen'de 3D Yazıcılar_2
Tekelerlekleri koruma mastarı

Bu örnekler, küçük parçalar gibi görünse de fabrika için yaklaşık 325.000 Euro tutarında tasarruflara katkıda bulundu. 3D baskılı aletler, daha ergonomiktir ve kullanım kolaylığını barındıran tasarımları sayesinde üretimde artan verimliliği kolaylaştırır.

Volkswagen’in Yarış Arabası

2018 yılında Volkswagen, özel olarak üretilmiş VW ID R Pikes Peak elektrikli yarış arabası ile Pikes Peak International Hill Climb yarışında yarıştı. ID R’nin geliştirilmesi, 3D baskının prototiplemeyi nasıl daha kolay ve daha hızlı hale getirdiğinin mükemmel bir örneğidir.

ID R, otomobilin 0’dan 100 km/saate 2.25 saniyede çıkmasını sağlayan, 680 hp üreten iki elektrikli motorla çalışan tamamen elektrikli bir yarış arabasıdır. Aynı zamanda çok hafif, sürücü dahil 1.13 ton’un altındadır.

Volkswagen'in Yarış Arabası
Volkswagen ID R yarış arabası - Kaynak: RaceDepartment

ID R’nin geliştirilmesi için mevcut olan kısa süre boyunca, Volkswagen 3D yazıcılar ile 2.000’den fazla parça basmıştır. Bu çok zaman ve para tasarrufu sağladı.

Bu tekniğin başarısı, ID R 156 virajla 20 km uzunluğundaki tepe tırmanma rotasında yeni rekoru kırdığında kanıtlandı. Romain Dumas, yeni rekoru 7:57.148 olarak belirledi. Önceki rekor 8:13.878 idi ve Sébastien Loeb tarafından Peugeot 208 T16 ile yapılmıştı.

Bugatti

Bugatti (Volkswagen Grubu’nun bir parçası), Fransız lüks, yüksek performanslı otomobil üreticisidir. 1909’daki doğumundan bu yana, Bugatti, kurucu babası İtalyan doğumlu tasarımcı Ettore Bugatti’den kaynaklanan yüksek düzeyde ayrıntı ve tasarımların sanatsal uygulamasıyla ünlüdür.

Son yıllarda Bugatti, biyonik olarak optimize edilmiş bir ön aks diferansiyel muhafazasının üretiminde metal katkılı 3D baskı imalatı kullanıyor. Bugüne kadar bu parça, test edilmiş olan seçici lazer eritme (SLM) kullanılarak basılan en büyük işlevsel titanyum bileşendir.

Aşağıdaki aşırı sıcaklık, güç ve sertlik hedeflerinin karşılandığı titanyum fren kaliperinin dinamik tezgah testinin videosunu izle:

Yapılan çalışmalarda VW grubunun yanı sıra Siemens, yinelemeleri azaltmak ve ağırlık ile sağlamlık arasında doğru dengeyi bulmak için parça optimizasyon uzmanlığını konuşturdu.

Aktif bir rüzgarlık braketi olan ikinci bir bileşen de 5,4 kg’lık (% 53) ağırlık azaltımı ile artırılmış sertlikle üretildi. Bu, 32,6 saniyede 400 km/saat hıza dayanması ve ardından sadece 9 saniyede sıfıra düşmesi gereken spoylerin aerodinamik gereksinimlerini desteklemeye yardımcı oldu.

BAC

3D Yazıcılar ile Müşteriye Özel Direksiyon Üretimi
BAC Mono R'de sürücüye özel direksiyon - Kaynak: newatlas.com

Briggs Automotive Company (BAC), Liverpool merkezli yeni ve ikonik Mono’nun İngiliz otomobil üreticisidir.

BAC, daha hafif ve daha iyi performans gösteren Mono R’yi tasarlarken, 3D baskı tekniklerine odaklandı. Malzeme tedarikçisi DSM, gemiye getirildi ve son kullanım parçalarında iki malzeme kullanıldı:

Stratasys F900 FDM 3D yazıcı, BAC’nin ana tercih ettiği cihazdı ve hava girişi gibi parçaları test etmek için teslim süresini iki haftadan birkaç saate düşürdü.

Tamamen sürücüye göre özelleştirilmiş direksiyon da üretildi ve müşteriler için benzersiz bir özelleştirilebilirlik seçeneği de sunuyor. Bu tür 3D baskı bileşenlerinin eklenmesi, Mono R’nin ağırlığında 20 kg’lık bir azalmaya (580’den 560 kg’a) büyük ölçüde katkıda bulunmuştur.

Hackrod

Hackrod, California merkezli bir dijital endüstriyel tasarım şirketidir ve arabası La Bandita ile 3D baskı, sanal gerçeklik (VR) ve yapay zeka (AI) karışımını kullanarak tamamen özelleştirilebilir bir araç yaratmaya çalışmıştır. Amaç, üretken algoritmaları kullanarak kendi kendine tasarlanmış arabalar yapmaktır.

Siemens ayrıca, amiral gemisi Siemens Digital Industries Software aracılığıyla geniş bir yazılım araçları yelpazesi sunarak bu çalışmaya ortak oldu.

Hackrod'dan 3D Baskılı Araba La Bandita
Hackrod'dan La Bandita - Kaynak: hackrod.com

Hackrod, eklemeli üretim tekniklerini kullanarak zaman alıcı parçaları, özellikle şasi, üretmeyi hedefliyor. Bunu yapmak için, metal biriktirme tekniklerini kullanarak tam boyutlu, üretken bir şekilde tasarlanmış alüminyum kasayı 3D yazdırmak için gereken işlemleri araştırıyorlar.

Şirket, 2018’den beri benzersiz bir hibrit üretim tekniği kullanarak La Bandita şasisini başarıyla bastı. Özellikle, ekstrüzyonla basılan bir polimer malzeme ile tel ark işlemi kullanılarak basılan alüminyumu birleştirirler. Bu iki 3D baskı yöntemi, 5 eksenli CNC işleme (Siemens Sinumerik 840D) ile birleştirilir. Bitmiş şasiye ulaşmak için aşağıdaki adımlar ihtiyaç var:

Sonunda, yalnızca La Bandita’nın şasisi, çerçevesi ve gövde destekleri 3D olarak yazdırılacak. Diğer bileşenler, yeniden kullanıma uygun mevcut parçalardan gelecektir. Hackrod ayrıca, “doğrudan bir video oyunundan” tasarlanmış ve basılmış dünyanın ilk motosikletini piyasaya sürdü. Gelecek Hackrod ve katmanlı üretim için heyecan verici görünüyor!

BMW

BMW Mini Cooper - 3D Baskı ile Özelleştirilmiş Kokpit
BMW Mini Cooper - 3D Baskı ile Özelleştirilmiş Kokpit - Kaynak: yours-customised.mini

Mini ve Rolls-Royce’un sahibi BMW Group, 2018 yılında dünya çapında 230.000’den fazla otomobil sattı. BMW, 1990 yılından bu yana, İngiliz Paralimpik Basketbol takımı için 3D baskılı özel koltuk projesi ile aktif bir şekilde eklemeli imalat 3D baskı teknolojilerini araştırıyor. 3D baskının temellerini yol araçlarında buluyor:

David Brown Automotive

David Brown Automotive'de 3D Yazıcılar
3D baskı kullanılarak oluşturulan karmaşık iç paneller - Kaynak: en.wheelsage.org

David Brown Automotive, İngiltere’deki motor yarışlarının kalbi olan Silverstone merkezli küçük, bağımsız bir üreticidir. Retro tasarımları ve geleneksel işçiliği birleştirmede başarılı bir şekilde bir niş alan oluşturdular. “İngilizlerin en iyilerini” en son teknoloji ve mühendislik ile sergilediler.

Retro ve modern tasarım ile birleştirilmiş düşük hacimli üretimdeki uzmanlıkları ile Speedback GT modellerinde olduğundan daha belirgin tasarımlar elde ettiler:

Mini Remastered modelinde arka koltuk kapı cepleri de fabrikada 3D olarak basılmıştır. Tüm bu 3B baskı, basit bir maliyet ve zamanlama analizi ile başladı ve bu, iç bileşenleri bu şekilde üretmenin faydalı olduğunu açıkça ortaya koydu. Bunu yaparken, karmaşık şekillerin üretimi mümkün oldu ve üretim sürecinde ek aletler de ortaya çıktı.

Local Motors (LM)

Local Motors (LM), geleceği daha iyi hale getirmeye odaklanan bir yerel mobilite şirketidir. 2007 yılından bu yana, bir dizi mikro fabrikada düşük hacimli üretime başlamak için açık kaynaklı tasarımları kullanarak işbirliği yapmayı ve birlikte üretmeyi hedefliyor:

3D Yazıcılar ile Otonom Servis Üretimi
Yüzüklerin Efendisi üçlemesini izleyene kadar LM Olli'yi yazdırmaktan daha hızlı! - Kaynak: autofutures.tv

Koenigsegg

İsveçli hiper* otomobil üreticisi Koenigsegg, dünyanın en hızlı aracı olan One:1’i üretmesiyle ünlüdür. Otomobilin adı, bhp (fren beygir gücü) miktarının, sırasıyla aracın ağırlığı olan 1360 kg ve 1341 bhp ile aşağı yukarı aynı olmasından geliyor.

Böyle bir otomobil düşük hacimde üretildiği için, Koenigsegg, hafif titanyum egzoz ucu üretimi için metal 3D baskıyı kullanıyor. Koenigsegg’in kurucusu ve CEO’su Christian Von Koenigsegg, 3D baskı sürecinin daha pahalı olduğunu iddia ediyor. Bununla birlikte, ağırlıktan tasarruf etmek şirketin en büyük önceliği 3D yazıcılar. Bu nedenle, metal 3D baskıya başvurdular.

Koenigsegg'de 3D Yazıcı Kullanımı
Koenigsegg, koltukta bacak desteği için 3 boyutlu baskılı bir prototip üretmiş - Kaynak: THE DRIVE / YouTube

Koenigsegg ayrıca, prototipleme için 3D baskı kullanıyor. 3D baskı kullanarak One:1 için fren ve gaz pedalı, kanat aynası kolları ve kanat aynası muhafazaları, bacak destekleri ve daha birçok bileşeni geliştirdiler.

Koenigsegg gibi küçük ve düşük hacimli bir şirket için 3D baskı, daha hızlı ürün geliştirme elde etmenin harika bir yoludur. Aynı zamanda son ürüne ayrıcalık sağlar.

*Teknoloji-performans-tasarım konusunda uç noktadaki otomobillere verilen ad

HRE: Dünyanın İlk 3D Baskılı Jantları

HRE Wheels, yüksek kaliteli tekerleklerin üretiminde uzmanlaşmıştır. Son zamanlarda şirket, HRE3D + 3D baskılı tekerlekler projesi sayesinde medyanın dikkatini çekti.

HRE Wheels, yüksek performanslı endüstriyel 3D yazıcılara erişim sağlamak için GE Additive ile ortaklık kurdu. HRE3D + 3D baskılı tekerlek, bir merkez parçası, 5 parmaklık, parmaklıkları merkez parçaya takmak için titanyum bağlantı elemanları ve bir karbon fiber janttan oluşur.

HRE: Dünyanın İlk 3D Baskılı Jantları
McLaren P1 hiper otomobile takılan HRE3D + 3D baskılı jant - Kaynak: HRE Wheels

3D baskının tekerlek üretimine sağladığı avantaj, malzeme israfının azaltılması ve çok karmaşık, süslü şekilleri sorunsuz bir şekilde üretme becerisidir. HRE’de, tekerleği bir alüminyum bloktan oymaktan önemli miktarda atık üreten CNC frezelemenin yerini alıyor. Oysa 3D baskı, malzemeyi yalnızca ihtiyaç duyulan yerlerde kullanır ve neredeyse hiç atık madde bırakmaz.

3D baskı tekerleri şu an için pahalı bir süreç olmasına rağmen, uzun vadede otomotiv sektörü teknolojinin tekerlek üretimine getirdiği birçok faydayı deneyimleyebilir.

Ford’un Üretim Hattı İçin Jigleri ve Fikstürleri

Ford'un Üretim Hattı İçin Jigleri ve Fikstürleri
Yeni Ford Focus'un üretiminde kullanılan aparat ve fikstürler - Kaynak: Ultimaker

Jigler ve fikstürler, otomobil üreticisinin üretim hattındaki yaygın araçlardır ve çoğunlukla rozetleri konumlandırmak için kullanılır. Çoğu üretici, bu aletleri alt yükleyicilere ürettirir. Bu, 3D baskıya kıyasla daha fazla zaman alır ve daha az maliyetlidir.

Jigler ve fikstürler plastikten yapıldığından ve genellikle çok karmaşık şekiller içermediğinden, bunları Ultimaker gibi profesyonel masaüstü FDM 3D yazıcılarda yapmak mümkündür. Ford, yeni Ford Focus için 3 boyutlu baskı aparatları ve fikstürleri ile bu teknolojiden yararlandı.

Geçen yıl Volkswagen Autoeuropa, teçhizat ve fikstür üretimini dış kaynaklardan kendi fabrikasındaki 3D yazıcılara geçirerek 200.000 Dolar’dan fazla tasarruf etti.

David Bowie 3D Baskılı Tribute Konsept Otomobili

David Bowie 3D Baskılı Tribute Konsept Otomobili
David Bowie 3D Baskılı Tribute Konsept Otomobili

Bu, müzikal ekolü David Bowie’nin anısına yaratılmış, tamamen 3D baskılı, tam ölçekli bir konsept otomobildir.

Bu benzersiz konseptin tasarımının arkasında, tek seferlik konsept hiper otomobiller üzerinde çalışma konusunda birçok deneyime sahip ünlü bir tasarımcı olan Takumi Yamamoto bulunuyor. Yamamoto’nun fikri, sanatçının kişiliğini ve çalışmasını vurgulayan, Bowie’den ilham alan bir konsept otomobil yapmaktı.

Tam ölçekli konsept, MASSIVit 3D ve Marie 3D tarafından MASSIVit 1800 geniş format 3D yazıcı kullanılarak yapıldı.

Tasarım bir ton karmaşık şekil içerdiğinden, 3D baskı konsept üretimi için mükemmel bir araç olarak tarihe geçti. Bu projenin hedeflerinden biri, 31 Ocak - 3 Şubat 2019 tarihleri ​​arasında Paris’te düzenlenen Uluslararası Otomobil Festivali’nde 3D baskının otomotiv dünyasına sağladığı olanakları sunmaktı.

Sıradaki Ne?

3D Yazıcılar ile Otomotiv Sektöründe Sıradaki Ne?
Hackrod'un 3D baskılı kasası - Kaynak: Siemens

Eklemeli imalat teknolojilerini kullanan daha pek çok harika otomotiv projesi devam ediyor. Önümüzdeki birkaç yıl içinde sektörü daha da ileriye taşıyacaklarından eminler:

Katmanlı üretim teknolojileri ve süreçleri kullanan ve geliştiren otomobil üreticileri için gelecek gerçekten parlak görünüyor. Gelecek 10 yılda ve sonrasında Endüstri 4.0’ın gelişimini sürdürüp sürdürmeyeceğini yalnızca zaman gösterecek.

İlgili Makaleler

^