Cara 5 Pabrikan Mobil Besar Menggunakan Pencetakan 3D

3ERP telah membahas banyak cara berbeda yang diuntungkan oleh produsen mobil dari keunggulan yang dibawa oleh pencetakan 3D. Karena teknologi mendapatkan pijakan yang lebih utama dalam industri mobil, banyak perusahaan memperhatikan, tetapi banyak yang menggunakannya dalam kapasitas yang berbeda dan untuk berbagai tujuan. Kebutuhan ini dapat mencakup apa saja, mulai dari alat hingga suku cadang/manajemen rantai pasokan hingga suku cadang pengguna akhir dan bahkan mobil lengkap.

Sangat menarik untuk melihat sejauh mana teknologi telah berkembang, bagaimana hal itu digunakan oleh nama-nama besar di industri dan di mana mereka melihatnya akan memperkuat rantai produksi masa depan mereka. Artikel ini bertujuan untuk memberikan wawasan tentang banyak cara beberapa produsen mobil terbesar di dunia menggunakan pencetakan 3D dalam alur kerja mereka.

BMW

Karena sebagian besar pencetakan 3D digunakan untuk produksi volume yang lebih kecil, ada banyak ruang untuk penyesuaian dan penambahan kerumitan menggunakan elemen unik yang memungkinkan pencetakan 3D. BMW tidak asing dengan bentuk desain dan manufaktur seperti itu, menggunakan pencetakan 3D dalam pra-pengembangan, validasi kendaraan, dan pengujian, atau dalam konsep dan pameran mobil. Mereka menggunakan teknologi untuk volume yang lebih besar, tetapi proses produksi yang lebih kecil memungkinkan mereka untuk mempersonalisasi produk secara tepat sesuai kebutuhan pelanggan.

Perusahaan telah produktif dalam penggunaan manufaktur aditif, mencatat bahwa mereka berpotensi melihat "potensi masa depan yang besar untuk produksi serial dan penawaran pelanggan baru ” (menurut pakar BMW di Jerman). Mereka telah menggunakan teknologi untuk meningkatkan komponen plastik dan logam. Mereka paling terkenal telah bekerja dengan HP untuk menghasilkan produk pada sistem manufaktur skala besar mereka.

Seperti banyak perusahaan lain dalam daftar ini, BMW telah menggunakannya sebagai sarana untuk memproduksi suku cadang yang tidak dapat dibuat oleh teknologi lain. Contoh bagusnya adalah penutup atas i8 Roadster. Membuat pemasangan untuk komponen ini tidak akan mungkin dilakukan dengan menggunakan proses pengecoran tradisional. Selain memperluas kemungkinan desain, suku cadang mobil cetak 3D lebih tahan lama dan juga bobotnya lebih ringan dari iterasi sebelumnya.

Demikian pula, BMW meluncurkan iFE.20 Formula E racer dengan poros pendingin cetak 3D yang dibuat dari serat rami. Bagian itu dipamerkan pada akhir 2019. Dibandingkan dengan bahan karbon biasa, rami memiliki daya serap yang lebih besar dan ketahanan benturan yang lebih besar, yang dapat menguntungkan di sirkuit jalanan dengan gundukan dan penghalang tabrakan, di mana Formula E berlangsung. Ini menjadikannya mobil balap BMW pertama yang diterjunkan oleh tim kerja dengan suku cadang yang terbuat dari serat tekstil terbarukan, juga ramah lingkungan.

Sarung Tangan BMW Dengan Ibu Jari yang Dilindungi

Perusahaan menggunakan pencetakan 3D untuk perkakas dan keamanan juga. Contoh bagusnya adalah sarung tangan khusus yang mereka gunakan untuk menghabisi sumbat lubang pembuangan. Sumbat ini harus diatur secara manual dengan jari-jari insinyur, yang berarti banyak tekanan pada ibu jari. Untungnya, mereka menemukan solusi cetak 3D yang dapat dipasang pada sarung tangan kerja.

Bahkan selain dari pekerjaan mereka pada mobil mereka sendiri, para insinyur perusahaan telah membantu proyek-proyek luar. Salah satu contohnya adalah pengembangan kursi cetak 3D yang dipesan lebih dahulu untuk tim Bola Basket Paralimpiade Inggris. Menggunakan pemindaian tubuh 3D dan manufaktur aditif terbaru, para insinyur BMW membangun seluruh armada kursi roda yang memungkinkan pemain menampilkan tingkat kecakapan atletik yang lebih tinggi.

Ford

Jig &Perlengkapan Ford

Sejauh komitmen untuk pencetakan 3D berjalan, Ford berjalan lebih dulu untuk merangkul teknologi. Perusahaan mendirikan pusat manufaktur aditif dan menggunakan operasinya secara ekstensif ke dalam alur kerja mereka. Dalam hal pembuatan cetakan plastik dan logam, mereka telah menjalin kemitraan jangka panjang dengan berbagai perusahaan seperti Ultimaker, Stratasys, dan GE Additive, yang menyediakan mesin untuk semua jenis aplikasi AM di seluruh rantai produksi.

Mereka juga menggunakan pencetakan 3D untuk memotong biaya dan waktu untuk perkakas, karena perusahaan menemukan bahwa lebih cepat membuat suku cadang sendiri di fasilitas daripada menunggu pemasok dan hal-hal lain semacam itu. Mereka juga menerapkan prinsip yang sama untuk jig dan perlengkapan, yang mereka kembangkan di fasilitas di seluruh dunia.

Mereka telah memperluas operasi pencetakan 3D mereka selama beberapa dekade terakhir, memproduksi komponen logam dan plastik. Seperti yang dinyatakan perusahaan:“Dalam beberapa dekade terakhir, Ford telah mencetak lebih dari 500.000 suku cadang dan menghemat miliaran dolar dan jutaan jam kerja. Di mana dibutuhkan 4-5 bulan dan biaya $500.000 untuk menghasilkan prototipe dengan metode tradisional, bagian cetak 3D dapat diproduksi dalam hitungan hari atau jam dengan biaya beberapa ribu dolar ”.

Demikian pula, berbagai anak perusahaan Ford telah memamerkan daging AM mereka, terutama tim desain di belakang Shelby GT500. Tahun ini, mereka mencetak 3D desain paling menjanjikan untuk GT500 baru dalam hitungan hari, yang sangat mempercepat tahap peningkatan dan pengujian. Kecepatan ini memungkinkan mereka untuk secara cepat mengubah Shelby GT500 sedikit demi sedikit, menghadirkan desain fisik baru dengan kecepatan sangat tinggi. Mereka juga mengembangkan desain hybrid spoiler-wing baru yang disebut tim sebagai 'ayunan'. Desain baru ini merupakan faktor penting dalam kemampuan aerodinamis GT500 yang mengesankan.

Mesin EcoBoost

Perusahaan menetapkan tonggak pencetakan 3D besar lainnya pada bulan Februari. Divisi Kinerja Ford mereka, yang menangani komponen berkinerja tinggi, mencetak 3D yang mereka klaim sebagai suku cadang otomotif logam terbesar untuk kendaraan kerja dalam sejarah otomotif. Bagian logam dipasang di Hoonitruck, Ford F-150 1977 dengan mesin V6 EcoBoost 3,5 liter twin-turbo. Bagian itu sendiri adalah saluran masuk manifold aluminium, dicetak menggunakan Laser Konsep X LINE 2000R dari GE Additive.

Volvo

Meskipun bukan pengguna pencetakan 3D otomotif yang paling menonjol, Volvo telah membuat langkah besar di bidang ini dalam beberapa tahun terakhir. Sama seperti banyak perusahaan lain dalam daftar ini, Volvo telah menggunakan pencetakan 3D untuk perkakas dan manajemen rantai pasokan. Penggunaan pencetakan 3D sangat berguna dalam mengisi ulang mesin perusahaan dengan cetakan baru untuk suku cadang produksi. Volvo sebagian besar menggunakan suku cadang plastik cetak 3D dan sedang mencari penerapan suku cadang logam dalam waktu dekat.

Pada 2018, perusahaan menggunakan manufaktur aditif terutama untuk pembuatan prototipe dan perkakas. “Karena kami hanya perlu memproduksi suku cadang dalam jumlah kecil untuk pembuatan prototipe, ini adalah cara yang baik untuk melihat apa yang berhasil,” kata Fredrick Andersson, Development Engineer untuk Pemasangan Wheel Loader Powertrain di Volvo CE [peralatan konstruksi]. “Kami memiliki banyak pengetahuan dan kami dapat membuat perubahan dengan cepat dan mudah dengan pencetakan 3D. Dan karena itu, ini berarti waktu untuk memasarkan produk baru lebih cepat, jadi ini sangat bermanfaat bagi perusahaan kami .”

Peningkatan kecepatan pembuatan prototipe sangat membantu perusahaan, karena berbagai teknologi baru yang mereka uji terbukti. Misalnya, insinyur Volvo merancang rumah pompa air baru untuk kendaraan A25G dan A30G perusahaan. Mereka menjalankan simulasi sebagai sarana untuk mengoptimalkan desain saluran aliran internal di dalam housing, tetapi perlu membangun prototipe untuk melakukan pengujian fungsional guna memvalidasi desain baru. Biaya perkakas untuk proyek ini akan menjadi sekitar $9.090, dengan biaya bagian sekitar $909. Lead time untuk memproduksi prototipe adalah minimal 20 minggu. Di sisi lain, pencetakan 3D prototipe berharga $770 dan hanya membutuhkan waktu dua minggu.

Namun, pada tahun 2019, perusahaan menaikkan taruhan dalam hal proses AM-nya, terutama dengan cabang Volvo Trucks-nya. Pabrik New River Valley (NRV) mereka di Dublin, Virginia menjadi berita utama tahun ini di antara dunia manufaktur. Mereka terutama menggunakan SLS tetapi juga mencoba-coba metode AM lainnya. Fasilitas khusus ini menghasilkan lebih dari 500 alat dan perlengkapan manufaktur yang digunakan di lantai toko yang diproduksi menggunakan pencetakan 3D. Fasilitas ini juga merupakan pusat utama untuk teknik otomotif Amerika Utara.

Selain mobil komersial, perusahaan juga mengembangkan peralatan konstruksi. Benar saja, pencetakan 3D juga menandai aspek operasi perusahaan ini. Volvo menerapkan pencetakan 3D pada peralatan ulang truk angkut artikulasi mereka, dan dengan demikian mengurangi biaya pembuatan prototipe hingga sepersepuluh. Ini juga memungkinkan mereka untuk mengurangi waktu yang dihabiskan dari 20 menjadi hanya 2 minggu.

GM

General Motors, dan berbagai cabang lainnya, adalah pengguna utama (dan pengembang) teknologi pencetakan 3D. Pada 2018, GM menghemat $300.000 per tahun untuk perkakas dan membuat kemajuan yang cukup menuju pengembangan teknologi baru menggunakan sumber bahan bakar alternatif. Produsen mobil terkemuka tersebut mengumumkan tahun lalu bahwa mereka berencana untuk meluncurkan 20 model listrik dan sel bahan bakar baru secara global pada tahun 2023.

Meskipun operasi pencetakan 3D mereka sebagian besar adalah tentang pembuatan prototipe, mereka berkembang. Perusahaan selanjutnya berencana untuk meningkatkan operasi pencetakan mereka untuk menghasilkan “puluhan ribu suku cadang dalam skala besar seiring dengan peningkatan teknologi ,” menurut Kevin Quinn, direktur desain dan manufaktur aditif di GM. Rencana ini kemungkinan akan terungkap selama 5 tahun ke depan.

Warren Tech Center perusahaan memproduksi sekitar 30.000 suku cadang prototipe setiap tahun. Bagian-bagiannya terdiri dari setidaknya sembilan jenis bahan, menggunakan kombinasi plastik dan logam dan bubuk. Mereka terutama digunakan untuk pembuatan prototipe tetapi perusahaan juga melihat bagian penggunaan akhir. Mereka juga memiliki laboratorium HRL bersama dengan Boeing, yang akhirnya memproduksi paduan Aluminium cetak 3D.

Dan Grieshaber, direktur integrasi manufaktur global GM, menyatakan bahwa mayoritas pabrik GM sekarang memiliki printer 3D. Perusahaan berencana untuk meningkatkannya lebih jauh, setidaknya di pabrik-pabrik mereka di Amerika Utara. Langkah ini kemungkinan akan menghemat jutaan dolar biaya produksi GM setiap tahunnya. GM telah lama menjadi investor dalam pencetakan 3D dan berbagai teknologi sub-cabangnya. Mereka menerapkannya untuk pembuatan cepat alat dan aksesori bagi pekerja di pabrik mereka. Baru tahun ini, perusahaan menyatakan bahwa penerapan mesin cetak 3D senilai $35.000 telah menghemat $300.000 perusahaan selama dua tahun. Sementara produksi perkakas adalah peran utama yang dimainkan printer, ada kemungkinan bahwa perusahaan akan meningkatkan peran manufaktur aditif dalam operasi sehari-hari mereka.

Bracket GM Dikembangkan Bekerja Sama Dengan Autodesk

Kemitraan mereka dengan Autodesk telah bermanfaat dalam pembuatan suku cadang cetak 3D ringan yang dapat membantu pembuat mobil memenuhi tujuannya untuk menambahkan kendaraan bahan bakar alternatif ke jajaran produknya. Juga bagian dari kolaborasi yang sama, pada tahun 2019 kedua perusahaan memamerkan braket kursi cetak 3D yang terbuat dari baja tahan karat dan dikembangkan dengan teknologi Autodesk.

Awal tahun 2019, GM sedang mencari aplikasi desain baru untuk pencetakan 3D. Bekerja sama dengan Michellin, mereka ingin memproduksi ban jenis baru dengan daya tahan yang unggul. Ban Uptis masih dalam proses, tetapi perusahaan telah beralih ke fase pengujian. Mereka mengklaim ban akan 100 persen berkelanjutan, tahan dan mampu bertahan lebih lama. Mereka juga merupakan alternatif yang jauh lebih hijau, dengan lebih sedikit limbah selama produksi. Baru-baru ini, para insinyur menggunakan armada Chevrolet Bolt EV untuk menguji ban baru di Michigan, dan telah membuka kemungkinan untuk membuatnya tersedia untuk umum pada tahun 2024.

Porsche

Porsche telah menggunakan pencetakan 3D untuk berbagai tujuan yang berbeda, dari komponen utama hingga menciptakan kembali rantai pasokan untuk model lama mereka. Porsche saat ini menggunakan pencetakan 3D untuk memproduksi suku cadang yang sangat spesifik, tetapi tidak secara ekstensif. Ini karena standar kualitas yang ketat yang perlu mereka lakukan untuk memastikan keamanannya sesuai standar. Perusahaan juga bekerja dengan jumlah unit yang diproduksi secara keseluruhan lebih rendah karena lebih banyak merek mobil klasik dan mewah.

Untuk pengembangan komponen di luar produksi seperti tuas pelepas untuk kopling pada Porsche 959, perusahaan menggunakan peleburan laser. Mereka menggunakan baja perkakas bubuk dan mengeluarkan bagian itu jauh lebih efisien daripada yang mungkin dilakukan dengan metode alternatif.

Penggunaan pencetakan 3D juga memungkinkan perusahaan untuk beralih ke pencetakan sesuai permintaan, memungkinkan biaya yang jauh lebih rendah terkait dengan bahan, transportasi, dan penyimpanan. Ini juga bermanfaat karena suku cadang ini tidak banyak diminati dan seringkali mahal untuk mempertahankan produksi yang konstan. Porsche paling terkenal telah bekerja sama dengan Markfordged untuk menghidupkan kembali suku cadang klasik ini.

Terutama, mereka menggunakan SLM dan SLS untuk berbagai bagian yang mereka butuhkan untuk diproduksi. Porsche telah menyatakan bahwa bagian cetak 3D lebih unggul dari yang lebih tua dalam banyak kasus. Saat ini mereka sedang mencetak suku cadang dalam jumlah terbatas, mereka telah memperluas portofolio sejak 2018 dan menguji komponen masa depan.