Aplikasi untuk manufaktur aditif dalam produksi kendaraan listrik

Popularitas kendaraan listrik (EV) dimulai dengan Toyota Prius, kendaraan hibrida yang ditenagai oleh kombinasi mesin pembakaran internal dan baterai nikel-metal hidrida. Sejak diperkenalkannya Prius, banyak kendaraan listrik hibrida dan baterai (BEV) telah memasuki pasar, dan adopsi kendaraan listrik terus meningkat dari tahun ke tahun. Pada tahun 2020, 3,1 juta EV terjual dan pada November 2021 saja, lebih dari 721.000 kendaraan plug-in terjual, mencatat rekor penjualan bulanan dan menandakan minat yang meningkat pada EV — dan tidak ada tanda-tanda tren itu akan melambat.

General Motors berencana untuk menghentikan mobil bertenaga gas — alias kendaraan mesin pembakaran internal (ICE) — dan berjanji bahwa seluruh armadanya akan terdiri dari kendaraan tanpa emisi pada tahun 2035. Demikian pula, Presiden Biden mengumumkan bahwa armada pemerintah akan diganti dengan EV, dengan total lebih dari 645.000 kendaraan, dan mengeluarkan perintah eksekutif dengan tujuan membuat setengah dari semua mobil baru yang dijual pada tahun 2030 listrik. Selain itu, Bloomberg Markets memperkirakan bahwa lebih dari dua pertiga penjualan mobil global akan menggunakan listrik pada tahun 2040, sementara Edison Electric memperkirakan bahwa penjualan EV akan melampaui 3,5 juta per tahun pada tahun 2030.

Jelas bahwa masa depan industri otomotif adalah listrik, dan sekarang saatnya bagi perusahaan untuk mulai mengembangkan EV. Mengikuti pasar produksi otomotif bisa jadi sulit, tetapi menggunakan manufaktur aditif dapat menyederhanakan proses dan membantu produsen peralatan asli otomotif (OEM) berkembang saat kita memasuki dunia yang semakin elektrik.

Dibandingkan dengan metode manufaktur tradisional, manufaktur aditif memungkinkan komponen yang lebih ringan dan kustomisasi yang meningkat, sekaligus menghindari penyempitan rantai pasokan yang telah menjadi hambatan produksi yang menonjol. Dengan volume produksi yang relatif rendah dan permintaan yang terus meningkat namun tidak pasti, produsen dan pemasok EV dapat memperoleh manfaat dari fleksibilitas, kecepatan, dan keterjangkauan yang ditawarkan oleh manufaktur aditif.

Manfaat manufaktur aditif pada kendaraan listrik

Manufaktur aditif menawarkan beberapa keuntungan bagi mereka yang ada di industri EV. Dengan memasukkan manufaktur aditif ke dalam siklus produksi EV, Anda dapat:

Desain bagian yang rumit, kurangi bobot, dan perpanjang masa pakai baterai

Industri otomotif telah menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk mengejar berbagai opsi ringan, karena bobot yang lebih ringan berarti peningkatan efisiensi bahan bakar. Pada EV, suku cadang yang lebih ringan menghasilkan masa pakai baterai yang lebih baik, sehingga produsen berupaya keras menemukan cara untuk membuat kendaraan lebih ringan tanpa mengorbankan kualitas atau keamanan.

Masukkan manufaktur aditif. Pencetakan 3D tidak hanya memungkinkan para insinyur untuk membuat geometri organik yang kompleks dengan menggunakan bahan yang lebih sedikit daripada teknik manufaktur konvensional, tetapi juga memungkinkan mereka untuk menggabungkan beberapa bagian menjadi satu komponen yang memerlukan perakitan yang sedikit atau tanpa perakitan. Produk yang dihasilkan seringkali lebih ringan daripada bagian yang dipasang atau dilas dan dalam banyak aplikasi dapat menandingi bagian yang diproduksi secara tradisional dalam hal kekuatan. Kemampuan aditif untuk membuat bagian yang rumit juga dapat membantu dalam memaksimalkan ruang baterai, karena desainer dapat membuat casing dengan dinding yang lebih tipis menjadi bentuk yang kompleks dan dapat ditumpuk.

Gunakan berbagai bahan dan capai kinerja termal yang lebih baik

Sementara pencetakan 3D memiliki reputasi memiliki pilihan bahan yang kompatibel terbatas, jumlah opsi yang tersedia telah berkembang secara signifikan selama beberapa tahun terakhir. Saat ini sudah banyak yang memenuhi spesifikasi otomotif dan bisa membantu mengurangi bobot kendaraan. Misalnya, beberapa bahan menawarkan pengurangan berat 20% dibandingkan dengan polybutylene terephthalate (PBT) yang diperkuat serat kaca. Anda bahkan dapat memformulasi bahan cetak 3D khusus untuk mencapai sifat mekanik tertentu jika tidak ada opsi yang memenuhi kebutuhan Anda.

Selain itu, banyak bahan yang kompatibel dengan pencetakan 3D memiliki kemampuan termal yang lebih baik daripada bahan manufaktur tradisional, yang dapat membantu memperpanjang masa pakai baterai EV. Bagaimanapun, baterai EV paling baik disimpan pada suhu ringan — 50°F paling baik untuk penyimpanan, sementara 77°F ideal untuk mengisi daya dan mengemudi — tetapi mempertahankan suhu itu bisa jadi sulit saat menggunakan komponen logam. Di sisi lain, selubung cetak 3D dan penukar panas memberi para insinyur lebih banyak pilihan material yang dapat membantu mengatur suhu baterai dengan lebih baik.

Efisien biaya menghasilkan produksi dengan volume rendah

Meskipun pencetakan injeksi ideal untuk produksi volume tinggi, ini bisa mahal dan tidak praktis saat menjalankan produksi volume rendah karena biaya pembuatan perkakas. Permintaan EV meningkat pesat, tetapi masih belum mendekati ukuran pasar kendaraan ICE tradisional, sehingga efektivitas biaya manufaktur aditif pada volume rendah dapat membantu perusahaan membuat komponen yang mereka butuhkan dengan biaya per bagian yang wajar. .

Kurangi waktu Anda ke pasar

Karena manufaktur aditif tidak memerlukan perkakas, Anda dapat mempercepat linimasa manufaktur Anda. Dibandingkan dengan waktu pengiriman cetakan injeksi, aditif menawarkan pengurangan waktu tunggu hingga 50%, yang mempercepat proses iterasi dan produksi akhir. Akibatnya, perusahaan dapat secara drastis memangkas waktu pengembangan kendaraan dengan menggunakan manufaktur aditif.

Sesuaikan kendaraan dengan mudah

Kurangnya alat membuat pembaruan desain dan menyediakan opsi penyesuaian lebih mudah dan jauh lebih murah. Dengan manufaktur aditif, pelanggan dapat dengan mudah menyesuaikan semuanya mulai dari lencana hingga tanda kurung tanpa menaikkan biaya atau waktu produksi secara signifikan.

Hindari penyempitan rantai pasokan

Mengikuti metode manufaktur tradisional sering kali berarti terjebak dalam masalah rantai pasokan — terutama dengan masalah rantai pasokan global baru-baru ini. Manufaktur aditif memungkinkan perusahaan untuk melewati banyak potensi kemacetan ini, karena perusahaan dapat membuat suku cadang di mana pun mereka atau mitra manufaktur mereka memiliki printer 3D. Alih-alih menunggu saluran produksi dan pengiriman tradisional, mereka dapat mendesain dan mencetak suku cadang sesuai permintaan dari mana saja.

Aplikasi umum manufaktur aditif dalam produksi EV

Banyak industri menggunakan manufaktur aditif dalam pembuatan prototipe karena kecepatan dan keterjangkauannya, dan industri EV tidak berbeda. Selain itu, perusahaan menggunakan manufaktur aditif untuk membuat jig, perlengkapan, dan alat lain yang diperlukan secara hemat untuk proses pembuatan dan pembuatan prototipe.

Dalam hal suku cadang penggunaan akhir, perusahaan menggunakan teknologi pencetakan 3D untuk membuat segalanya mulai dari kotak baterai hingga bezel lampu. Lampiran, trim, klip, lencana, kurung, serta perutean udara, cairan, dan kawat dapat dicetak 3D. Beberapa perusahaan mencetak port pengisian daya, penutup steker, kinematika HVAC, dudukan, dan tutup.

Pencetakan 3D semakin populer dalam hal konektor listrik, karena seringkali berukuran kecil dan membutuhkan presisi ekstrim, yang dapat meningkatkan biaya pencetakan injeksi plastik tradisional. Di masa depan, baterai EV cetak 3D dapat dibuat dalam skala besar.

Membuat komponen EV dengan Radius Cepat

Manufaktur aditif menawarkan banyak manfaat bagi produsen EV, dan kemungkinan masa depan industri otomotif. Namun, beralih dari teknik manufaktur tradisional ke manufaktur aditif tidak selalu mudah bagi setiap organisasi.

Di situlah bekerja dengan mitra manufaktur berpengalaman. Di Fast Radius, kami ahli dalam manufaktur aditif. Saat Anda bekerja dengan kami, kami akan membantu memastikan suku cadang 3D Anda siap untuk produksi — dan Anda juga dapat menggunakan alat online kami untuk menjelajahi pilihan desain, material, dan produksi atau memulai penawaran. Siap untuk memulai? Buat akun untuk mengunggah desain suku cadang Anda atau hubungi kami hari ini!

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang biaya pencetakan 3D, apa yang diharapkan selama proses pembuatan aditif, dan banyak lagi, lihat pusat sumber daya kami.