5 Produsen Mobil Terkemuka Aprovekan Cetak 3D untuk Revolusi Produksi

3ERP telah membahas banyak dari berbagai cara produsen mobil mendapat manfaat dari keuntungan yang cetak 3D bawa ke permukaan. Saat teknologi mendapatkan posisi yang lebih mainstream dalam industri otomotif, banyak perusahaan memperhatikan, tetapi banyak menggunakan itu dalam kapasitas yang berbeda dan untuk berbagai tujuan. Kebutuhan ini dapat mencakup segala sesuatu, dari alat hingga bagian cadangan/pengelolaan rantai pasokan hingga bagian akhir dan bahkan mobil penuh.

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

BMW

Karena sebagian besar cetak 3D digunakan untuk produksi volume kecil, ada banyak ruang untuk kustomisasi dan menambahkan kompleksitas menggunakan elemen unik yang cetak 3D izinkan. BMW tidak asing dengan bentuk desain dan manufaktur seperti itu, menggunakan cetak 3D dalam pre-development, validasi kendaraan, dan pengujian, atau dalam konsep dan show cars. Mereka menggunakan teknologi untuk volume yang lebih besar, tetapi produksi pendek memungkinkan mereka untuk mempersonalisasi produk secara tepat sesuai kebutuhan pelanggan mereka.

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

Seperti banyak perusahaan lain dalam daftar ini, BMW telah menggunakannya sebagai cara untuk memproduksi bagian yang teknologi lain tidak dapat menciptakan. Contoh yang baik dari ini adalah penutup atas i8 Roadster. Membuat mounting untuk komponen ini tidak akan mungkin menggunakan proses pencoran tradisional. Selain memperluas kemungkinan desain, bagian mobil cetak 3D ini lebih awet dan juga lebih ringan dari iterasi sebelumnya.

Demikian pula, BMW meluncurkan iFE.20 Formula E racer dengan shaft pendingin cetak 3D yang terbuat dari serat flax. Bagian ini ditampilkan pada akhir 2019. Dibandingkan dengan bahan karbon biasanya, flax memiliki penyerapan yang lebih besar dan resistensi benturan yang lebih besar, yang dapat menguntungkan di sirkuit jalan dengan kemacetan dan penghalang benturan, tempat Formula E berlangsung. Ini membuatnya menjadi mobil balapan BMW pertama yang dilaporkan oleh tim kerja dengan bagian yang terbuat dari serat tekstil terbarukan, juga menjadikannya ramah lingkungan.

BMW’s Gloves With Protected Thumb

Perusahaan menggunakan cetak 3D untuk tooling dan keselamatan juga. Contoh yang baik dari ini adalah sarung tangan khusus yang mereka gunakan untuk menyelesaikan stopper untuk lubang drain. Stopper ini harus dipasang secara manual dengan jari insinyur, yang berarti banyak tekanan pada ibu jari. Untungnya, mereka menemukan solusi cetak 3D yang dapat dipasang pada sarung tangan kerja.

Bahkan di luar pekerjaan mereka pada mobil mereka sendiri, para insinyur perusahaan telah membantu proyek luar. Satu contoh adalah pengembangan kursi roda khusus cetak 3D untuk tim Basket Paralimpiade Inggris. Menggunakan scan tubuh 3D dan manufaktur additif terbaru, para insinyur BMW membangun armada kursi roda yang memungkinkan pemain untuk menampilkan tingkat kemampuan atletik yang lebih canggih.

Ford

Ford’s Jigs & Fixtures

Sejauh komitmen terhadap cetak 3D, Ford berlari langsung menuju penerapan teknologi. Perusahaan mendirikan pusat manufaktur additif dan menerapkan operasinya secara luas dalam alur kerja mereka. Dalam hal mencetak plastik dan logam, mereka telah memiliki kemitraan yang berkelanjutan dengan berbagai perusahaan seperti Ultimaker, Stratasys dan GE Additive, yang menyediakan mesin untuk semua jenis aplikasi AM di seluruh rantai produksi.

Mereka juga menggunakan cetak 3D untuk mengurangi biaya dan waktu untuk tooling, karena perusahaan menemukan bahwa lebih cepat untuk membuat bagian mereka sendiri di fasilitas daripada menunggu pemasok dan hal-hal semacam itu. Mereka juga menerapkan prinsip yang sama pada jigs dan fixtures, yang mereka kembangkan di fasilitas di seluruh dunia.

Mereka telah memperluas operasi cetak 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 bagian dan telah menghemat miliaran dolar dan jutaan jam kerja. Di mana akan memakan waktu 4-5 bulan dan biaya $500.000 untuk membuat 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 menunjukkan kemampuan AM mereka, paling terkenal tim desain di balik Shelby GT500. Tahun ini, mereka mencetak 3D desain paling menjanjikan untuk GT500 baru dalam hitungan hari, yang sangat mempercepat tahap perbaikan dan pengujian. Kecepatan ini memungkinkan mereka untuk dengan cepat menyesuaikan Shelby GT500 sedikit demi sedikit, membawa desain fisik baru dengan kecepatan luar biasa. Mereka juga mengembangkan desain hibrid spoiler-wing yang tim sebut ‘the swing’. Desain baru ini adalah faktor prominent dalam kemampuan aerodinamik yang mengesankan GT500.

EcoBoost Engine

Perusahaan menetapkan tonggak besar lain dalam cetak 3D kembali pada Februari. Divisi Ford Performance mereka, yang menangani komponen performa tinggi, mencetak 3D apa yang mereka klaim sebagai bagian logam otomotif terbesar untuk kendaraan yang berfungsi dalam sejarah otomotif. Bagian logam dipasang di Hoonitruck, Ford F-150 tahun 1977 dengan mesin V6 3,5-litre twin-turbo EcoBoost. Bagian itu sendiri adalah inlet manifold aluminium, dicetak menggunakan GE Additive’s Concept Laser X LINE 2000R.

Volvo

Sementara bukan pengguna paling prominent dari cetak 3D otomotif, Volvo telah membuat langkah besar di bidang ini dalam beberapa tahun terakhir. Sama seperti banyak perusahaan lain dalam daftar ini, Volvo telah menggunakan cetak 3D untuk tooling dan manajemen rantai pasokan. Penggunaan cetak 3D terutama berguna untuk mengisi ulang mesin perusahaan dengan cetakan baru untuk bagian yang sudah tidak diproduksi. Volvo terutama menggunakan bagian plastik cetak 3D dan melihat ke arah penerapan logam di masa mendatang.

Sampai 2018, perusahaan menggunakan manufaktur additif terutama untuk prototipe dan tooling. “Karena kita hanya perlu memproduksi volume rendah bagian untuk prototipe, ini adalah cara yang baik untuk melihat apa yang bekerja,” kata Fredrick Andersson, Insinyur Pengembangan untuk Powertrain Instalasi Loader Roda di Volvo CE [peralatan konstruksi]. “Kami memiliki banyak pengetahuan dan kita dapat membuat perubahan dengan cepat dan mudah dengan cetak 3D. Dan karena ini, berarti waktu ke pasar untuk produk baru lebih cepat, jadi ini sangat menguntungkan bagi perusahaan kami.”

Kecepatan prototipe yang meningkat telah sangat membantu perusahaan, karena berbagai teknologi baru yang mereka uji terbukti. Sebagai contoh, para insinyur Volvo merancang perumahan pompa air baru untuk kendaraan A25G dan A30G perusahaan. Mereka menjalankan simulasi sebagai cara untuk mengoptimalkan desain saluran aliran internal dalam perumahan, tetapi perlu membangun prototipe untuk melakukan pengujian fungsional untuk memvalidasi desain baru. Biaya tooling untuk proyek ini akan sekitar $9.090, dengan biaya bagian sekitar $909. Waktu kepemilikan untuk membuat prototipe akan minimal 20 minggu. Di sisi lain, mencetak 3D prototipe biaya $770 dan hanya memakan waktu dua minggu.

Namun, pada 2019 perusahaan meningkatkan taraf dalam hal proses AM mereka, khususnya dengan cabang Volvo Trucks mereka. Pabrik New River Valley (NRV) mereka di Dublin, Virginia membuat cukup banyak headline tahun ini di antara dunia manufaktur. Mereka terutama menggunakan SLS tetapi juga telah mencoba metode AM lain. Fasilitas khusus ini menghasilkan lebih dari 500 alat manufaktur dan fixtures yang digunakan di lantai produksi yang diproduksi menggunakan cetak 3D. Fasilitas ini juga merupakan pusat besar untuk rekayasa otomotif Amerika Utara.

Di luar mobil komersial, perusahaan juga mengembangkan peralatan konstruksi. Tentu saja, cetak 3D juga telah menandai aspek ini dari operasi perusahaan. Volvo menerapkan cetak 3D dalam re-tooling articulated haul trucks mereka, dan dengan demikian mengurangi biaya prototipe menjadi 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 cetak 3D. Sampai 2018, GM menghemat $300.000 setahun pada tooling dan membuat kemajuan yang cukup terhadap pengembangan teknologi baru menggunakan sumber bahan bakar alternatif. Produsen mobil terkemuka mengumumkan tahun lalu rencana untuk meluncurkan 20 model listrik dan sel bahan bakar baru secara global pada tahun 2023.

Meskipun operasi cetak 3D mereka sebagian besar tentang prototipe, mereka sedang meluas. Perusahaan lebih lanjut berencana untuk meningkatkan operasi cetak mereka untuk memproduksi “puluhan ribuan bagian dalam skala seiring teknologi membaik,” menurut Kevin Quinn, direktur desain dan manufaktur additif di GM. Rencana ini kemungkinan akan terwujud selama 5 tahun ke depan.

Pusat Teknologi Warren perusahaan menghasilkan sekitar 30.000 bagian prototipe setiap tahun. Bagian terdiri dari setidaknya sembilan jenis material, menggunakan kombinasi plastik dan logam dan bubuk. Mereka terutama digunakan untuk prototipe tetapi perusahaan juga melihat bagian akhir. Mereka juga bersama-sama memiliki HRL laboratories dengan Boeing, yang akhirnya menghasilkan alloy Aluminium cetak 3D.

Dan Grieshaber, direktur integrasi manufaktur global GM, menyatakan mayoritas pabrik GM sekarang memiliki printer 3D. Perusahaan berencana untuk meningkatkannya lebih jauh, setidaknya dalam pabrik Amerika Utara mereka. Langkah ini kemungkinan akan menghemat GM jutaan dolar dalam biaya produksi setiap tahun. GM telah lama menjadi investor dalam cetak 3D dan teknologi cabang-bahagiannya. Mereka menerapkannya untuk pembuatan cepat alat dan aksesori untuk pekerja di pabrik mereka. Hanya tahun ini, perusahaan menyatakan bahwa penerapan mesin cetak 3D $35.000 telah menghemat perusahaan $300.000 selama dua tahun. Sementara produksi tooling adalah peran utama yang dimainkan printer, mungkin mungkin perusahaan akan meningkatkan peran manufaktur additif dalam operasi harian mereka.

GM’s Bracket Developed in Collaboration With Autodesk

Kemitraan mereka dengan Autodesk telah menguntungkan dalam manufaktur bagian cetak 3D ringan yang dapat membantu produsen mobil memenuhi tujuannya untuk menambahkan kendaraan bahan bakar alternatif ke dalam garis produk mereka. Juga bagian dari kolaborasi yang sama, pada 2019 kedua perusahaan menampilkan bracket kursi cetak 3D terbuat dari stainless steel dan dikembangkan dengan teknologi Autodesk.

Awal 2019, GM sedang melihat aplikasi desain baru untuk cetak 3D. Dalam kolaborasi dengan Michellin, mereka bertujuan untuk memproduksi jenis ban baru dengan daya tahan yang superior. Ban Uptis masih dalam proses pengerjaan tetapi perusahaan telah beralih ke tahap pengujian. Mereka klaim ban tersebut akan 100 persen berkelanjutan, tahan dan mampu bertahan lebih lama. Mereka juga alternatif yang jauh lebih hijau, dengan kurang limbah selama produksi. Akhir-akhirnya, para insinyur menggunakan armada Chevrolet Bolt EV untuk menguji ban baru di Michigan, dan telah mengeksplorasi kemungkinan membuatnya tersedia untuk publik pada 2024.

Porsche

Porsche telah menggunakan cetak 3D untuk berbagai tujuan, dari komponen besar hingga merubah rantai pasokan untuk model lama mereka. Porsche saat ini menggunakan cetak 3D untuk memproduksi bagian cadangan yang sangat spesifik, tetapi tidak seakrab itu. Ini karena standar kualitas yang ketat yang perlu mereka lakukan untuk memastikan keamanan memadai. Perusahaan juga bekerja dengan jumlah unit yang lebih rendah secara keseluruhan karena mereka lebih merek mobil klasik dan mewah.

Untuk pengembangan komponen yang sudah tidak diproduksi seperti tuas kopling untuk Porsche 959, perusahaan menggunakan peleburan laser. Mereka menggunakan bubuk tool steel dan mendapatkan bagian jauh lebih efisien daripada yang mungkin dengan metode alternatif.

Penggunaan cetak 3D juga telah memungkinkan perusahaan untuk beralih ke pencetakan on-demand, memungkinkan biaya yang jauh lebih rendah terkait dengan bahan, transportasi dan penyimpanan. Ini juga menguntungkan karena bagian ini tidak memiliki permintaan yang besar dan sering mahal untuk dijaga dalam produksi berkelanjutan. Porsche paling terkenal telah bekerja dengan Markfordged untuk menyelamatkan bagian klasik ini.

Utamanya, mereka menggunakan SLM dan SLS untuk berbagai bagian yang perlu diproduksi. Porsche telah menyatakan bahwa bagian cetak 3D lebih baik dari yang lama dalam banyak kasus. Sementara mereka sedang mencetak jumlah bagian yang terbatas saat ini, mereka telah memperluas portofolio sejak 2018 dan menguji komponen masa depan.