צוותי רכבי אנרגיה חדשים ממשיכים להתרוצץ באותו קיר. עיצוב חדש של מגש סוללה או שינוי בית מנוע יכול פירושה המתנה של שמונה עד שישה עשר שבועות לעיבוד, בתוספת העלות של גרוטאות אם הגרסה הראשונה זקוקה לעדכון. הקצב הזה פשוט לא תואם את המהירות שבה פלטפורמות NEV מתפתחות. הדפסת מתכת תלת-ממדית בייצור כלי רכב באנרגיה חדשה מסירה את צוואר הבקבוק של חלקים רבים. מהנדסים יכולים להדפיס רכיב אלומיניום או פלדה פונקציונלי תוך ימים, לבדוק אותו, לשנות את הקובץ ולהדפיס שוב-מבלי למחוק תבנית. עבור מבני סוללה קלים, גיאומטריות קירור מורכבות וסוגריים-נמוכים, התהליך עבר מסקרנות במעבדה לאפשרות ייצור מעשית.
מדוע יצרני רכבי אנרגיה חדשים פונים להדפסת מתכת בתלת מימד
חרדת טווחים עדיין מניעה חלק גדול מהמאמץ ההנדסי. כל קילוגרם שהוסר מחבילת הסוללות או השלדה משפר את היעילות, אך החלקים עדיין צריכים לשרוד עומסי התרסקות, רעידות ורכיבה תרמית. במקביל, לוחות הזמנים של הפיתוח ממשיכים להתכווץ. ייצור תוספים למתכת עוזר בשתי החזיתות: הוא תומך בצורות- מותאמות לטופולוגיה החותכות מסה, והוא ממוטט את הזמן בין הקפאת העיצוב לחלק הפיזי הראשון.
אתגר קל משקל במערכות סוללות EV
מארזי סוללות, לוחות קירור ומסגרות פנימיות הם המועמדים העיקריים. שחול ויציקות מסורתיות מאלצות מעצבים לקבל עובי דופן אחיד ותכונות פנימיות מוגבלות. עם הדפסת תלת מימד מתכת, ליבות סריג, קטעי קיר משתנים ותעלות קירור קונפורמיות הופכות לשגרה. 3D Printing אלומיניום סגסוגות כגון AlSi10Mg משמשות כאן לעתים קרובות מכיוון שהן משלבות צפיפות נמוכה עם מוליכות תרמית מקובלת ופרמטרי תהליך מבוססים. התוצאה היא תרומה ניתנת למדידה לעיצוב קל משקל של ערכת סוללות NEV מבלי לוותר על קשיחות בנתיבי עומס קריטיים.
מחזורי פיתוח קצרים יותר, זמן{0}}מהיר יותר ל-שיווק
כעת ניתן לבנות אב טיפוס מורכב מאלומיניום שפעם דרש כלי עבודה זמניים רכים. אב טיפוס מהיר לרכבים חשמליים כבר לא אומר שבועות של המתנה. שינויים בעיצוב שהפעילו בעבר שינויי עובש מטופלים באמצעות עדכון קובץ. עבור ציי טייסים או גרסאות מיוחדות, אותו תהליך יכול לספק חלקים-לשימוש סופי בכמויות קטנות, תוך הימנעות מהעונש הכלכלי של כלי עבודה בנפח- נמוך.

יישומים מרכזיים של הדפסת תלת מימד בייצור NEV
ייצור נוכחי ושימושים קרובים-לייצור מתקבצים סביב כמה אזורים בעלי ערך- גבוה:
מסגרות מארז סוללות וצלחות קירור עם תעלות משולבות המשפרים את אחידות הטמפרטורה תוך הפחתת ספירת החלקים.
בתי מנוע וגופי קירור המשלבים מעברי קירור פנימיים קשים להשגה על ידי יציקה.
סוגריים מתלים ומבניים שעברו אופטימיזציה על ידי תוכנת טופולוגיה להסרת חומר מאזורי מתח נמוכים-.
סוגריים פנימיים והרכבה בנפח-נמוכים שבהם לא ניתן להצדיק את עלות כלי העבודה.
ייצור מסייע ל-התאמה-תוספות מקוררות של תבניות והרכבה-המקצרים את זמני המחזור בקו הייצור הראשי.
האלומיניום נשאר סוס העבודה עבור רוב היישומים הללו. פלדות חוזק- גבוה יותר וציוני טיטניום מזדמנים מופיעים היכן שדרישות הטמפרטורה או העומס דורשות אותם. החוט המשותף הוא גיאומטריה שתהיה יקרה או בלתי אפשרית בתהליכים קונבנציונליים.
הדיוק שמאחוריו - לקחים מייצור-רפואי
חלקים פונקציונליים לרכב זקוקים לממדים עקביים ותכונות חומר אמינות. מגזר המכשור הרפואי בילה שנים בפתרון בעיות דומות. הניסיון שנצבר בייצור Precision CNC Machined Medical Products חידד אסטרטגיות גימור מרובי-צירים, שיטות סובלנות גיאומטריות ומשמעת תיעוד המועברת ישירות לרכיבי רכב מודפסים. כך גם לגבישתלים רפואיים מודפסים בתלת מימד סגסוגות טיטניום: ניהול-מתח שיורי, בקרת צפיפות ומסלולי עיבוד לאחר-מאומתים שפותחו עבור שתלים, מודיעים על ערכות פרמטרים המשמשות בסגסוגות רכב בעלות ביצועים גבוהים-.
בפועל, משטחים פונקציונליים רבים על חלקי NEV מודפסים-מתכתיים מעובדים בעיבוד- לאחר הבנייה. ממשקים קריטיים מחזיקים באופן שגרתי בסובלנות הדוקה יותר באמצעות גישה היברידית זו, בעוד שערוצים פנימיים וסריג קל משקל נשארים כפי-מודפסים. השילוב של תוסף קרוב ל-צורה נטו וגימור חיסור-כבר סטנדרטי עבור Precision CNC Machined Medical Products-מעניק ליצרנים נתיב שניתן לחזור על דיוק הייצור. הידע של שתלים רפואיים מודפסים תלת-ממדיים מסגסוגות טיטניום מפחית עוד יותר את הסיכון לנקבוביות או עיוותים כאשר מציינים חומרים דומים בעלי חוזק- גבוה לשימוש ברכב.
מקרה מבחן - העבודה של Sunhingstones עם הדפסת תלת-ממד מתכת
Sunhingstones החיל אבקת לייזר-היתוך מיטה על קבוצה של תוספות קירור קונפורמיות עבור כלי סוללה-למודול. התוספות המעובדות הקודמות השתמשו בקירור קו ישר- קונבנציונלי; הגרסאות המודפסות עקבו אחר קו המתאר של החלל. זמן הקירור הנמדד ירד בכ-25%, ושונות הטמפרטורה על פני הכלי הצטמצמה מספיק כדי להפחית גרוטאות בניסויי הייצור הראשונים. אותו צוות ייצר מאוחר יותר תושבות אלומיניום-מותאמות לטופולוגיה עבור תוכנית רכב פיילוט, תוך חיתוך מסה בכ-18% בהשוואה לתכנון המקורי במכונה תוך עמידה ביעדי קשיחות. פרויקטים אלה ממחישים כיצד אהדפסת תלת מימד מתכתיצרן בעל משמעת תהליכית יכול לעבור מעבר לאבות טיפוס טהורים לתוך כלי עבודה וחלקי מבנה-נמוכים המשפיעים הן על מהירות הפיתוח והן על ביצועי הרכב.
מה לחפש ביצרן הדפסת תלת מימד מתכת
בחירת שותף להדפסת תלת-ממד מתכת עבור חלקי רכב דורשת הערכה ברורה-:
מגוון חומרים מוכח, במיוחד ניסיון עם סגסוגות אלומיניום להדפסת תלת מימד ועיבוד שלאחר-הדרוש כדי להגיע ליעדי נכסי רכב.
יכולת גימור משולבת-עיבוד CNC, טיפול בחום ותהליכי משטח-כך שחלקים מודפסים עומדים בשרטוטים סופיים ללא מספר ספקים חיצוניים.
מערכות איכות מתועדות ועקיבות חומרים.
זמני אספקה מציאותיים הן לייצור אב טיפוס מהיר עבור כלי רכב חשמליים והן לייצור-קטנים.
היסטוריית יישומים רלוונטית ולא רשימות ציוד גנריות.
מונחים מסחריים התומכים בהסדרים-מבוססים על פרויקטים או בסיטונאות כשהנפחים גדלים.
יצרן הדפסות תלת-ממד בסין או ספק בינלאומי צריך לדון במפרטי אבקה, אסטרטגיית תמיכה, הניתנות להשגה כ-סובלנות בנויות ומוגמרות, וציפיות נכסים מכניים בשפה קונקרטית. טענות מעורפלות על "דיוק גבוה" ללא מספרים הן תמרור אזהרה.
הדרך קדימה להדפסת תלת מימד בייצור EV
מכונות מרובות-לייזר מעלות את שיעורי הבנייה, ומחירי אבקת האלומיניום ממשיכים לרדת עם הנפח. ניטור- בתהליך מפחית גרוטאות. ככל שהמגמות הללו נמשכות, הדפסת מתכת תלת-ממדית בייצור כלי רכב באנרגיה חדשה תתרחב מאבות טיפוס וכלים לחלק גדול יותר של רכיבים מבניים ותרמיים-במיוחד כאשר המורכבות או הנפחים המתונים הופכים את הכלים המסורתיים ללא אטרקטיביים. העלות תישאר המגבילה עבור חלקי סחורה-בנפח גבוה, אך החלון הכלכלי לגאומטריות מורכבות וקלות משקל ממשיך להתרחב.
|
אַספֶּקט |
כלי עבודה / יציקה מסורתיים |
הדפסת תלת מימד מתכת |
|
זמן אספקה לחלקים ראשונים |
שבועות עד חודשים |
ימים עד כמה שבועות |
|
עלות שינוי עיצוב |
גבוה (כלי חדש או שונה) |
נמוך (עדכון קובץ + הדפסה חוזרת) |
|
מורכבות גיאומטרית |
מוגבל על ידי טיוטה, ליבות, עיבוד שבבי |
גבוה (ערוצים פנימיים, סריג) |
|
נפח אידיאלי |
ווליום גבוה |
אבות טיפוס לאצוות בינוניות |
|
אופטימיזציה של משקל |
מוגבל על ידי מגבלות תהליך |
אופטימיזציה של טופולוגיה מיושמת באופן שגרתי |
|
חומרי NEV נפוצים |
אלומיניום יצוק, פלדה מוטבעת |
הדפסת תלת מימד סגסוגות אלומיניום, פלדות, טי |
שאלות נפוצות
ש: האם נעשה שימוש בהדפסת תלת מימד בייצור רכב כיום?
ת: כן. הוא כבר משמש עבור אבות טיפוס, כלי עבודה, מתקנים ומספר גדל והולך של רכיבים פונקציונליים ברכבי אנרגיה קונבנציונליים וחדשים כאחד. האימוץ הוא החזק ביותר כאשר הגיאומטריה או הנפח הופכים את הכלים הקונבנציונליים לבלתי יעילים.
ש: כיצד הדפסת תלת מימד מפחיתה משקל ברכבים חשמליים?
ת: אופטימיזציה של טופולוגיה מסירה חומר מאזורי מתח-נמוכים, סריג מחליף חלקים מוצקים וניתן לאחד חלקים מרובים לאחד. תכונות קירור משולבות מפחיתות עוד יותר את הצורך ברכיבים כבדים נפרדים, ותומכות ביעדי עיצוב קל משקל של ערכת סוללות NEV.
ש: באילו מתכות משתמשים בהדפסת תלת מימד לרכב?
ת: סגסוגות אלומיניום (AlSi10Mg ודרגות נלוות) שולטות ביישומים מבניים ותרמיים. פלדות אל חלד וסגסוגות טיטניום נבחרות משמשות כאשר נדרשת חוזק או עמידות גבוהה יותר לטמפרטורה.
ש: האם עלות הדפסת תלת-ממד מתכת-יעילה עבור חלקי NEV באצווה קטנה?
ת: עבור אבות טיפוס, בניית פיילוט ורכיבים מורכבים בנפח-נמוך, בדרך כלל-הפחתת כלים נמנעת. חלקים פשוטים-בנפח גבוה נשארים זולים יותר בשיטות מסורתיות. נקודת האיזון-תלויה במורכבות, בחומר ובגימור הנדרש.
אם אתה מעריך הדפסת מתכת תלת-ממדית עבור מבני סוללה, רכיבים תרמיים או סוגריים-נמוכים, דיון טכני ישיר הוא הדרך המהירה ביותר לקבוע התאמה. צור קשר עם Sunhingstones עם הגיאומטריה, העדפת החומר וטווח הנפח שלך. הצוות יכול לסקור את יכולת ההדפסה, הסיבולות הצפויות, זמן אספקה ועלות, ולאחר מכן לספק הצעת מחיר ברורה עבור אב טיפוס או עבודה-קטנה.