پرینت سه بعدی در خودرو سازی یکی از کاربردهای مهم و اساسی این فناوری جدید و پیشرفته است. بیش از 16 درصد کل کاربرد این صنعت، مختص به خودروسازی است. پرینت سه بعدی در خودرو سازی به روشهای مختلفی استفاده میشود. برخی از شرکتها یک خودرو کامل را با استفاده از این روش پرینت میکنند، اما برخی دیگر به ساخت قطعات یدکی و یا نمونههایی برای تولید انبوه بسنده میکنند. شاید برایتان عجیب باشد، اما در ایران نیز از خدمات پرینت سه بعدی در خودرو سازی استفاده میشود. تولید قطعات یدکی، مهندسی معکوس قطعات خودروهای اولیه و ساخت نمونه اولیه قطعات، بخشی از خدمات پرینت سه بعدی در خودرو سازی ایران است.
ما در این مقاله کاربردهای پرینت سه بعدی در خودرو سازی، مزایای استفاده از این روش، خودروهایی که به طور تقریبا کامل با روش پرینت سه بعدی تولید شدهاند و مراحل ساخت یک خودرو به روش پرینت سه بعدی را بررسی میکنیم.
فهرست مطالب
مهمترین کاربردهای پرینت سه بعدی در خودرو سازی شامل موارد زیر هستند:
ساخت قطعات خودرو، پایه صنعت خودروسازی است. یک خودرو معمولی بیش از 30000 قطعه دارد که هر کدام از آنها نیازمند طراحی، ساخت، تست و ساخت نهایی هستند. پرینت سه بعدی در خودرو سازی به طور وسیعی برای ساخت قطعات خودرو استفاده میشود. قطعات مختلف با استفاده از نرمافزارهای سه بعدی طراحی شده و پس از نهاییشدن در لایههای مختلفی پرینت میشوند. این نوع روش ساخت، سریع، آسان و کم هزینه است. کارشناسان در مدت کمی میتوانند قطعه مورد نظر را پرینتکرده، آزمایش کنند و پس از برطرفکردن مشکلات احتمالی در نرم افزار، مجددا قطعه نهایی را پرینت نمایند.
این امکان وجود دارد که در آیندهای نهچندان دور، خط تولید پرینت سه بعدی، جای خطهای کنونی تولید قطعات را بگیرد. در این فرض، قطعات خودرو همگی به شکل یکسان و در زمان کمی «پرینت» میشوند. دقیقا شبیه پرینت گرفتن از ورقه A4 در تعداد زیاد با استفاده از یک پرینتر دو بعدی.
شخصیسازی خودروها نیز یکی دیگر از کاربردهای پرینت سه بعدی در خودرو سازی است. تولید اتومبیلهای کاملا شخصی و یا تولید قطعات شخصیسازی شده مانند صندلی سبک وزن برای ماشین مسابقه، کلید، فرمان و…. بخشی از این خدمات هستند. ممکن است در آیندهای نزدیک شما بتوانید دکوراسیون داخلی خودروی خود را با استفاده از خدمات پرینت سه بعدی به طور کامل شخصیسازی کنید.
نمونه اولیه با همان پروتوتایپ، پایه اول تولید انبوه قطعات و خود خودرو است. نمونه اولیه پس از ساختهشدن آزمایش شده و تغییرات لازم برای بهینهسازی یا برطرفکردن مشکلات بر روی آن انجام میگردد. ساخت پروتوتایپ زمان و هزینه زیادی لازم دارد. اما پرینت سه بعدی هزینه و زمان را تا حد زیادی کاهش داده است.
قطعات یدکی بخشی از خدمات ارائهشده توسط سازنده هستند. شرکتهای سازنده با استفاده از خدمات پرینت سه بعدی در خودرو سازی قطعات یدکی را به تعداد زیاد و با هزینه کم تولید کرد و به بازارهای جهانی ارسال میکنند. پرینت سه بعدی قطعات یدکی خریدار را از کیفیت نهایی مشابه با کیفیت قطعه اصلی مطمئن میسازد.
پرینت سه بعدی را میتوان برای ساخت ابزارآلات و ماشینهایی که در صنعت خودروسازی استفاده میشوند بهکار برد. با این روش هزینه تولید تجهیزات و تعمیر آنها به حداقل میرسد.
مهندسی معکوس یکی از خدمات پرینت سه بعدی در خودرو سازی است که به طور وسیعی در ایران هم استفاده میشود. در این روش، قطعات خودروی وارداتی با استفاده از دستگاههای پیشرفته به شکل سه بعدی اسکن میشوند. اسکن انجامشده توسط برنامههایی مانند اتوکد به نقشههای سه بعدی تبدیل شده و نهایتا به وسیله پرینت سه بعدی پیادهسازی میشود. این روش به مهندسان کمک میکند که بدون نیاز به واردات محصولات گرانقیمت از روی نمونههای خارجی، انواع مشابه داخلی را تولید کنند.
در حال حاضر برخی از شرکتهای خودروسازی، خودروهای تقریبا کاملی را با استفاده از پرینت سه بعدی ساخته و وارد بازار میکنند. این خودروها با هزینه کم و در زمان بسیار کوتاهی ساخته شده و به دست مشتری میرسد. ساخت تماما سه بعدی خودروها یکی از اهداف صنعت خودروسازی است که به نظر میرسد تا چند وقت دیگر محقق میگردد.
استفاده از هر تکنولوژی در صنعت بر پایه فوایدی است که آن تکنولژی به همراه میآورد. فواید پرینت سه بعدی در صنعت خودرو سازی شامل موارد زیر است:
همانطور که پرینت یک ورقه کاغذ از نوشتن متن آن به شکل دستی بسیار سریعتر است، پرینت سه بعدی نیز قطعات را بسیار سریعتر از روش عادی میسازد. سرعت بالا، سبب تولید بیشتر در زمان کمتر و افزایش بازدهی شرکتهای تولیدی میشود.
قطعات و یا خودروهایی که به شکل سه بعدی پرینت میشوند، کاملا شبیه هم هستند، دقیقا مشابه با دو ورق پرینتشده از یک پرینتر. این موضوع سبب میشود که نیاز به بازبینی و آزمایش آنها به حداقل برسد.
با استفاده از پرینت سه بعدی در خودرو سازی، نیاز به نیروی انسانی بسیار کاهش مییابد. همهکار به وسیله یک پرینتر و نیروهای متخصصی که در طراحی سه بعدی نقش ایفا میکنند، انجام میشود.
این روش تولید برخلاف روش تولید سنتی، با ضایعات بسیار کمتری همراه است که خود سبب کاهش هزینهها و جلوگیری از آسیب به محیط زیست میگردد.
سرعت بالای طراحی و ساخت، آزادیعمل بیشتری را به سازندگان خودرو میدهد و آنها میتوانند قطعات را به شیوههای مختلفی طراحیکرده و در زمان کمی پرینت کنند.
برای ساخت یک خودرو کامل یا قطعات آن با استفاده از خدمات پرینت سه بعدی مراحل زیر انجام میشود.
طراحی قدم اول پرینت سه بعدی است. برای ساخت یک خودرو که تمام قطعات آن با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی تولید شدهاند، لازم است تمام قطعات به طور سه بعدی طراحی شوند. این طراحی شامل شکل، اندازه، وزن، کاربرد و جنس قطعات است. همچنین، لازم است طریقه اتصال قطعات طراحیشده و طرح نهایی خودرو نیز مشخص گردد. در حال حاضر خودروهایی وجود دارند که تمام قطعات آنها (به جز باطری و چند قطعه دیگر) به شکل سه بعدی طراحی و پرینت شده و سپس مونتاژ میشوند.
در این مرحله قطعات ساختهشده پرینت میشوند و یک نمونه نهایی از خودرو مونتاژ میگردد. البته ممکن است ساخت پروتوتایپ برای هر کدام از قطعات نیز بهطور جداگانه انجام گردد. اما در نهایت یک پروتوتایپ نهایی از یک خودرو تولید میگردد. این محصول تولیدی ابتدایی به طور کامل مورد بررسی قرارگرفته و ایرادات آن برطرف میگردد.
در واقع در این روش ماکتی از خودرو با روش تولید چاپ سه بعدی ساخته می شود که می تواند نمایش دهنده نمونه فیزیکی محصولی باشد که در آینده نزدیک تولید می شود.
هرگونه ایرادی، با تغییر در طراحی قطعات و جنس آنها برطرف میشود. بهعبارت دیگر، در این مرحله، تغییرات لازم بر طراحی قطعات انجام شده و قطعات نهایی آماده میشوند. در این زمان خودروی نهایی تولیدشده قابل عرضه به بازار است.
در حال حاضر شرکتهای متعددی از این نوع تکنولوژی برای ساخت خودرو استفاده میکنند. سه مورد از آنها به شرح زیر هستند:
شرکت آئودی یکی از شرکتهایی است که قطعات فلزی ساختهشده آن، سر و صدای زیادی در بازار خودرو کرد. خودروساز آلمانی آئودی از پودر فلزی با ترکیبات فولاد و آلومینیوم با ضخامت کمتر از نیمی از موی انسان به عنوان کارتریج برای پرینت محصولات فلزی خودرو خود استفاده میکند. چاپگر این شرکت میتواند قطعاتی را بسازد که حداکثر 24 سانتیمتر طول و 20 سانتی متر عرض دارند. با این حال، آئودی در حال تلاش برای استفاده از پرینتهایی است که قطعات بزرگتری را ارائه دهند.
پرینت سه بعدی فلزی یکی دیگر از روش های نوین و جدید در ساخت قطعات محسوب می شود اگر علاقه مند هستید با این تکنولوژی بیشتر آشنا شوید به شما پیشنهاد می کنیم مقاله زیر را مطالعه نمایید.
شرکت مرسدس بنز نیز یکی از شرکتهای پیشرو در زمینه ساخت قطعات خودرو با پرینت سه بعدی است. پایه آینه داخلی برای مرسدس بنز کوپه مدل 300 SL سری W 198، نگهدارنده شمع و سوپاپ، کیت ابزار و غلطکهای سان روف سریهای W110، W111، W112 و W123 برخی از قطعاتی هستند که توسط شرکت مرسدس به شکل پرینت سه بعدی تولید میشوند.
شرکت بوگاتی به شکل جدی از پرینترهای سه بعدی در ساخت محصولات خود استفاده میکند. در واقع اولین کالیپر ترمز تیتانیوم سه بعدی در جهان به وسیله این شرکت ساخته شد.
در حال حاضر تعدادی خودرو توسط خودروسازان بزرگ دنیا تولید شدهاند که به شکل نسبتا کامل از خدمات پرینت سه بعدی در خودرو سازی استفاده میکنند. بیایید با برخی از این خودروها آشنا شویم.
خودروهای زیر از انواع جذاب خودروهای پرینتشده به روش سه بعدی هستند که نقش نهایی پرینت سه بعدی در خودرو سازی را به خوبی نشان میدهند. اگرچه در حال حاضر نمیتوان تمام قطعات خودرو را با پرینت سه بعدی ساخت، اما نمونههای زیر در زمینه استفاده حداکثری از پرینت سه بعدی از انواع پیشرو هستند.
Blade یا «تیغه» اولین ابرخودروی روی کره زمین است که با استفاده از نوآوری چاپ سه بعدی تولید شده و به خوبی کار میکند.
این خودرو با استفاده از تکنولوژی به نام آسیاب پرینتشده که در آن قطعات آلومینیومی با چاپ سه بعدی، لولههای فیبر کربنی را برای افزایش دوام شاسی به هم متصل میکنند. این بدان معناست که شاسی قوی این اتومبیل سوپراسپرت، 90 درصد سبکتر از بقیه ابرخودروهای موجود است.
Light Cocoon یا همان پیله نور، تولیدی از Genesis است که اولین تلاش این شرکت برای ایجاد تولید یک بدنه فوقالعاده با چاپ سه بعدی است.
پوسته خارجی پیله از بافت مقاوم در برابر آب و بسیار نازک ساخته شده است که بر روی بدنه خودرو که آن نیز با پرینت سه بعدی ساخته شده است، کشیده میشود.
این اتومبیل اولین ماشین پرینت سه بعدی جهان است که با برق کار میکند. Strati به عنوان یک پروژه مشارکتی بین Local Motors و Oak Ridge National Lab تولید شد.
چاپ این خودرو 244 ساعت طول کشید و تقریباً از 227 لایه و 50 قطعه اصلی تشکیل شده است که در مقایسه با قطعات خودروهای سنتی بسیار کمتر است.
دارای پلاستیک ABS مشکی کاملا قابل بازیافت است. فیبر کربن به عنوان مصالح ساخت Strati استفاده شده و تنها قطعات چاپنشده، موتور، باتری، قطار قدرت، لاستیکها و چرخها هستند.
این خودروی سبک وزن توسط موتور الکتریکی آهنربایی به حرکت درمیآید که میتواند خودرو را تا حداکثر سرعت 40 مایل در ساعت شتاب دهد.
LM3D یک خودروی چهار نفره برای مصارف شهری است که 75 درصد قطعات آن با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی چاپ شده است. این مدل از ترکیب 80 درصد پلاستیک ABS قابل بازیافت و 20 درصد فیبر کربن ساخته شده است.
پیشرانه و باتریها همچنان به روش معمولی ساخته میشوند. این شرکت در حال برنامهریزی برای ایجاد روابط طولانیمدت با غولهای نرمافزاری و الکترونیکی مانند ABM و زیمنس است تا راههای جدیدی برای اتصال، نظارت و بهینهسازی تجربه رانندگی ایجاد کند. این خودرو با قیمتی در حدود 50000 دلار در دسترس است.
پرینت سه بعدی در خودرو سازی پیشرفتهای زیادی کرده است. در حال حاضر برخی از خودروسازان خارجی خودروهایی را تولید میکنند که اکثر قطعات آنها با استفاده از پرینت سه بعدی تولید شده است. اما استفاده از پرینت سه بعدی در خودرو سازی به تولید کامل خودرو محدود نمیشود. تولید قطعات یدکی، پروتوتایپ و مهندسی معکوس برخی دیگر از کاربردهای این تکنولوژی در صنعت خودروسازی هستند.
از اینکه تا پایان مقاله «پرینت سه بعدی در خودروسازی» همراه ما بودید متشکریم.
