Ролята на 3D принтирането в производството на електромобили
През последните години автомобилният сектор е изправен пред много трудности. Пандемия разтърси пазара на леки автомобили. Докато преди кризисната 2019 г. в Германия са били продадени 3,6 милиона леки автомобила, през 2020 г. пазарът се е свил до 2,9 милиона. Полупроводниците са в недостиг, веригите за доставки са нарушени, цените на суровините се повишават, масло в огъня наливат и новини като тази, че корабът Felicity Ace, който е превозвал автомобили на Volkswagen Group от Германия до Съединените щати, се запалва заедно с автомобили на Volkswagen, Audi, Porsche и Bentley,(това е приблизително 1 процент от общото производство за тази година!)
За щастие, има светлина в края на тунела, зад това стоят бавното възстановяване на предлагането и електрическите автомобили. Ето защо прогнозите са, че през 2022 г. продажбите на автомобили ще нараснат до 3,01 млн. бройки, проучва и споделя с нас Михал Ковалчик, старши мениджър продажби в Omni3D.
Световните офиси и институции говорят в унисон за трансформацията по улиците, залагайки на електрическите автомобили. Това се дължи на все по-големия натиск за намаляване на емисиите на вредни газове. Ето защо много анализи и прогнози твърдят, че до 2035 г. поне половината от автомобилите, произведени в САЩ, ще бъдат изцяло електрически, докато процентът в Китай и Европа ще бъде много по-висок – от 50 %.
Нещо повече, очаква се до 2023 г. броят на предлаганите изцяло електрически модели да се увеличи почти три пъти.
Подобна е ситуацията и в света на индустриалния 3D печат, където 3D печатът вече не се свързва само с прототипи, а все повече компании мислят за него като за пълноценен производствен инструмент.
Очаква се до 2028 г. глобалният пазар на 3D принтиране да достигне 62,79 милиарда долара.
източник: Размер на пазара за 3D принтиране: Доклад за анализ на размера, дела и тенденциите по компоненти, по тип принтер (настолен, индустриален), по технология, по софтуер, по приложение, по сектор, по материал, по регион и сегментни прогнози, 2021-2028 г.
Защо 3D принтирането и електрическите автомобили са идеалната двойка?
Нека започнем с корените на 3D принтирането, а именно създаването на прототипи. През 1885 г. Карл Бенц конструира първия триколесен автомобил – Benz Patent-Motorwagen Nummer 1, който се смята за първия автомобил с двигател с вътрешно горене.
От този момент нататък автомобилостроенето изминава много дълъг път до практически съвършените машини. За този успех са допринесли хората, които постоянно са работили върху разработването и изследването на нови решения.
С бързото развитие на производството на електромобили и натиска за все по-добри характеристики на такива автомобили, индустрията ще се нуждае от безброй прототипи.
Никога досега в историята не е имало толкова много електроника в автомобилите! Пазарът се движи към автономни автомобили и всеки съвременен автомобил, оборудван с новаторска система за управление, изисква серия от тестове с много усъвършенствани сензори на борда – това поражда необходимостта от създаване на скоби, монтажи и други инструменти, които могат да бъдат отпечатани на 3D принтер (между другото, разгледайте приложенията на 3D принтирането в автомобилостроенето)
Създаването на прототипи никога не е било толкова бързо и евтино и това със сигурност ще окаже положително въздействие върху развитието на много проекти, особено в тези трудни за автомобилите времена.
3D принтирането е много по-рентабилен производствен метод, отколкото, да речем, шприцването за нискосерийно производство. На този етап, в зависимост от сложността на създаването на матрицата, шприцването е по-евтино от 3D принтирането само при производствени обеми от няколко хиляди единици, а за развиващите се проекти в сектора на електронната мобилност това може да е от огромно значение.
Олекотяването е силно желана характеристика при електрическите автомобили
Защо? Защото по-леката конструкция означава по-дълъг живот на батерията, а скептиците на електромобилите посочват живота на батерията и пробега като основни слабости на технологията.
Електрическите автомобили вече са доста по-леки без двигател с вътрешно горене, но всяко допълнително намаляване на теглото се отразява положително на живота на батерията, поради което 3D принтирането може да се окаже от решаващо значение в индустрията за електронна мобилност.
- На първо място, избраните материали са много по-леки и при правилно проектиране ще бъдат също толкова издръжливи, колкото и традиционните части, изработени от избрани метали.
- Друго предимство на адитивната технология е възможността за свободно пре-проектиране и оптимизиране на вътрешната структура, благодарение на което можем да намалим теглото на даден елемент с до няколко десетки процента… При 3D принтирането можем свободно да оптимизираме пълнежа, както и да натрупваме пълнеж на дадени места, като по този начин укрепваме модела в критичните точки.
- Следващото предимство на 3D принтирането от гледна точка на намаляването на теглото е фактът, че на 3D принтера можем да отпечатваме геометрии, които не са възможни с други технологии, включително 3D принтирането на няколко части като една. Това дава възможност на инженерите да проектират части, които са не само по-леки, но и по-здрави от оригиналните им аналози, изработени по традиционен начин.
С правилния материал постигате по-качествени резултати
През последните години 3D принтирането се разви значително, особено в областта на материалите, които могат да се отпечатват на 3D принтер. Очаква се пазарът на материали за 3D принтиране да регистрира 23,5% CAGR в стойностно изражение между 2020 и 2025 г. (Wohlers Assosciates 2021)
B2N също разполага със собствена линия материали за 3D печат.
Днес индустриалните 3D принтери предлагат дузина, ако не и десетки различни полимери, с които можем да жонглираме в зависимост от нуждите си. А какво влияние оказва това върху електрическите автомобили?
Днес можем да отпечатаме част, която:
- е устойчива на високи температури, напр. термоустойчиви корпуси на батерии,
- няма да реагира на смазочни материали или химикали до 200°C, напр. избрани части от шасито,
- е изключително издръжлива, например спирачни скоби.
Съхранение на дигитални части
3D принтирането не само осигурява производствена технология за създаване на прототипи, намаляване на теглото или по-ниски производствени разходи, но и предлага огромни възможности за създаване на мобилни складове за части.
В днешно време преобладаващата част от моделите се създават в цифров вид, с тенденция за пълно изместване на класическите дизайнерски форми – това създава огромен потенциал за 3D принтиране.
Накратко, когато всички части са на едно място на диск, сървър, облак или друга форма за бърз достъп до данни и разполагаме с 3D принтери, сме в състояние много бързо да започнем производство навсякъде по света. Това ни позволява да реагираме бързо не само на необходимостта от производство на автомобилни части, но и на необходимостта от поддръжка на собствените ни машини.
Печатането при поискване ще доведе до значително намаляване на складовете и ще въведе по-ефективна и устойчива верига на доставки.
Огромни възможности и предизвикателства пред сектора на електронната мобилност
Настоящата пазарна ситуация и развитието на 3D принтирането създадоха огромни възможности за разработването на много проекти в сектора на електронната мобилност.
Броят на хората, които са започнали работа по електрически автомобили, говори за това колко голям ще бъде този пазар и колко голяма ще бъде тази промяна по отношение на начина, по който днес определяме лекия автомобил. Днес всички произвеждат електрически автомобили, но “електромобили” произвеждат и много нови участници, непознати досега на европейския автомобилен пазар. Последните ще имат опростена задача, по-лесно ще се адаптират към преобладаващите пазарни реалности, докато големите корпорации ще бъдат изправени пред огромното предизвикателство да трансформират производствените си звена по целия свят.
Ако искате да научите повече за възможностите на 3D принтирането в автомобилния сектор, свържете се с нас!
