Pencetakan 3D telah berkembang jauh di luar alat prototipe cepat; kini merupakan komponen inti manufaktur otomotif.
Menurut survei Jabil 2018, 94 % pemangku kepentingan otomotif berencana memperluas kemampuan manufaktur aditif (AM) mereka.
Dalam bagian-bagian berikut, kami memeriksa manfaat utama pencetakan 3D untuk produsen mobil, bagaimana teknologi ini terintegrasi ke dalam produksi, tantangan yang dihadapinya, dan apa yang diharapkan di masa depan.
Manfaat pencetakan 3D bagi industri otomotif
1. Inovasi desain
Pencetakan 3D membuka geometri yang tidak dapat dicapai oleh metode konvensional, memungkinkan komponen ringan dan berkinerja tinggi.
Insinyur menggabungkannya dengan optimisasi topologi dan desain generatif untuk menghilangkan bahan berlebih, mengurangi berat sambil mempertahankan kekuatan.
2. Rangkai rangkai yang disederhanakan
Konsolidasi bagian mengurangi jumlah komponen yang harus diproduksi dan dirangkang, mengurangi penggunaan bahan, tenaga kerja, dan waktu siklus.
Rangkaian kompleks, multi-piece sering digantikan oleh satu bagian terintegrasi yang hanya mungkin dengan kebebasan desain AM.
3. Kustomisasi
Kustomisasi massal semakin menjadi pengenis di pasar otomotif. Pencetakan 3D memungkinkan OEM untuk memproduksi hiasan interior kustom, aksesori eksterior, dan bahkan bagian performa dalam skala besar.
Merek mewah seperti Mini dan Porsche telah memulai solusi spesifik pelanggan: Mini menawarkan hiasan dan pintu terkunci tercetak 3D, sementara kursi mobil sport baru Porsche menggunakan bantal polyuretan tercetak 3D dengan tingkat kekakuan yang dapat dipilih.
Bahan pencetakan 3D untuk aplikasi otomotif
Polimer tinggi kekuatan (nylon, PEEK), plastik tahan lama (ABS, ASA), dan logam (aluminium, alloy baja, titan) adalah bahan baku paling umum untuk bagian fungsional dan peralatan.
Komposit serat karbon semakin diadopsi untuk mencapai komponen yang lebih ringan dan kuat.
Integrasi pencetakan 3D ke dalam proses produksi otomotif
Pengembangan produk dan validasi
Prototipasi cepat dan hemat biaya mempercepat siklus desain dan memungkinkan insinyur untuk menguji fit, form, dan fungsi sebelum berkomitmen pada cetakan mahal.
Pusat Pre-Series Audi di Ingolstadt menggunakan pencetakan 3D polimer untuk menghasilkan tutup lampu belakang multi-warna dalam satu cetakan, memotong waktu tunggu prototipe setengahnya dan memungkinkan waktu ke pasar yang lebih cepat.
Peralatan
Pabrik Eropa Volkswagen kini memproduksi sebagian besar peralatan secara internal menggunakan pencetakan 3D, memotong biaya produksi peralatan sebesar 90 % dan waktu tunggu dari minggu menjadi hari.
Misalnya, badge pintu lift yang sebelumnya memerlukan 35 hari dan €400 kini dapat diproduksi dalam empat hari untuk €10.
Pada 2017, VW melaporkan penghematan hampir €325.000, bersama dengan ergonomi yang ditingkatkan dan kepuasan operator.
Bagian cadangan
Produksi bagian cadangan on-demand mengurangi biaya inventori dan meningkatkan waktu pengiriman.
Daimler Buses menjelajahi pencetakan 3D untuk lebih dari 300.000 bagian, dengan 200 sudah diidentifikasi sebagai cocok untuk produksi. Bagian seperti tutup, pegangan, dan bracket dapat dicetak dalam hari alih-alih bulan.
Bahan yang tidak terpakai dapat didaur ulang segera, meningkatkan efisiensi bahan.
Produksi bagian akhir
Kemajuan AM kini memungkinkan produksi bagian akhir ukuran kecil hingga sedang, dengan 40 % OEM otomotif melihat potensi untuk penggunaan produksi.
Ford, misalnya, telah memulai pencetakan 3D komponen struktural—seperti lengan pelayanan HVAC dan bracket rem parkir Mustang GT500—menggunakan teknologi Digital Light Synthesis Carbon.
Pencetakan 3D dalam olahraga motor
Tim balapan bergantung pada AM untuk prototipasi cepat dan pengujian wind-tunnel. Alfa Romeo Sauber F1 menggunakan Selective Laser Melting untuk menghasilkan roll hoop Scalmalloy yang ringan, memotong waktu produksi sebesar 25 %.
Tantangan pencetakan 3D di industri otomotif
Produksi massal
Volume otomotif—lebih dari 92 juta kendaraan pada 2019—masih melampaui kemampuan AM saat ini. Pencetakan 3D paling cocok untuk produksi kustom volume rendah, melengkapi metode tradisional.
Solusi volume tinggi seperti metal binder jetting (HP, Desktop Metal, ExOne, GE Additive) sedang muncul, meski adopsi industri mungkin 5–10 tahun lagi.
Ukuran bangun
Banyak sistem AM memiliki envelope bangun terbatas, memerlukan konstruksi modular dan rangkai rangkai pasca. Teknologi skala besar seperti WAAM dan BAAM sedang dalam pengembangan aktif.
Kesenjangan keterampilan AM
Desain untuk AM, operasi mesin, penanganan bahan, dan pemrosesan pasca memerlukan pelatihan spesialisasi. Kemitraan dengan universitas dan program internal membantu menutup kesenjangan ini.
Pencetakan 3D di otomotif: jalan di depan
Menurut SmarTech Analysis, AM untuk produksi otomotif akan mencapai pasar $10 miliar pada 2030.
Kita dapat mengharapkan lebih banyak komponen fungsional tercetak 3D—bracket, casing, bahkan bagian mesin—di seluruh industri.
Proyek seperti autonomous shuttle Ollie Local Motors yang dicetak 3D menunjukkan potensi untuk kendaraan sepenuhnya tercetak, mengindikasikan masa depan di mana pencetakan 3D bisa membangun seluruh mobil.
