Memanfaatkan Manufaktur Aditif untuk Produksi Kendaraan Listrik Canggih
Popularitas kendaraan listrik (EV) dimulai dengan Toyota Prius, sebuah kendaraan hybrid yang didorong oleh kombinasi mesin pembakaran internal dan baterai nikel-metal hidride. Sejak diperkenalkannya Prius, banyak kendaraan hybrid dan kendaraan listrik baterai (BEV) telah memasuki pasar, dan adopsi kendaraan listrik terus meningkat tahun demi tahun. Pada tahun 2020, 3,1 juta EV terjual dan pada November 2021 saja, lebih dari 721.000 kendaraan plug-in terjual, menciptakan rekor penjualan bulanan dan menunjukkan minat yang tumbuh terhadap EV—dan tidak ada tanda bahwa tren itu akan melambat.
General Motors berencana untuk mematikan mobil bensin—aka kendaraan mesin pembakaran internal (ICE)—dan berjanji bahwa seluruh armada mereka akan terdiri dari kendaraan nol emisi pada tahun 2035. Demikian pula, Presiden Biden mengumumkan bahwa armada pemerintah akan diganti dengan EV, totaling lebih dari 645.000 kendaraan, dan mengeluarkan perintah presiden dengan tujuan membuat setengah dari semua mobil baru yang terjual pada tahun 2030 adalah listrik. Selain itu, Bloomberg Markets memprediksi bahwa lebih dari dua pertiga penjualan mobil global akan listrik pada tahun 2040, sementara Edison Electric memperkirakan penjualan EV akan melebihi 3,5 juta secara tahunan pada tahun 2030.
Jelas bahwa masa depan industri otomotif adalah listrik, dan sekarang saatnya perusahaan untuk mulai mengembangkan EV. Menjaga ketersediaan dengan pasar produksi otomotif bisa sulit, tetapi menggunakan manufaktur aditif dapat menyederhanakan proses dan membantu produsen asli peralatan (OEM) otomotif berkembang saat kita memasuki dunia yang semakin listrik.
Dibandingkan dengan metode manufaktur tradisional, manufaktur aditif memungkinkan komponen yang lebih ringan dan kustomisasi yang meningkat, sambil juga menghindari keterbatasan rantai pasok yang telah menjadi hambatan produksi yang menonjol. Dengan volume produksi yang relatif rendah dan permintaan yang tumbuh namun tidak pasti, produsen dan pemasok EV dapat mendapatkan manfaat dari fleksibilitas, kecepatan, dan keterjangkauan yang ditawarkan manufaktur aditif.
Manfaat manufaktur aditif dalam kendaraan listrik
Manufaktur aditif menawarkan beberapa keuntungan bagi mereka di industri EV. Dengan memasukkan manufaktur aditif ke dalam siklus produksi EV, Anda dapat:
Meresmikan bagian yang rumit, mengurangi bobot, dan memperpanjang umur baterai
Industri otomotif telah menghabiskan tahun-tahun mengejar berbagai opsi penurunan bobot, karena bobot yang lebih berarti efisiensi bahan bakar yang lebih baik. Dalam EV, bagian yang lebih ringan menghasilkan umur baterai yang lebih baik, jadi produsen sedang mencari cara untuk membuat kendaraan lebih ringan tanpa mengorbankan kualitas atau keselamatan.
Masuk manufaktur aditif. Tidak hanya cetak 3D memungkinkan insinyur untuk menciptakan geometri organik yang kompleks menggunakan lebih sedikit bahan daripada teknik manufaktur konvensional, tetapi juga memungkinkan mereka untuk mengkonsolidasikan beberapa bagian menjadi satu komponen yang membutuhkan sedikit atau tidak perlu pemasangan. Produk yang dihasilkan sering kali lebih ringan daripada bagian yang dipasang atau di las dan dalam banyak aplikasi dapat cocok dengan bagian yang diproduksi secara tradisional ketika berbicara tentang kekuatan. Kemampuan manufaktur aditif untuk menciptakan bagian yang rumit juga dapat membantu ketika datang untuk memaksimalkan ruang baterai, karena para desainer mampu membuat casing dengan dinding yang lebih tipis dalam bentuk yang kompleks dan dapat ditumpuk.
Gunakan berbagai bahan dan capai kinerja termal yang lebih baik
Sementara cetak 3D memiliki reputasi untuk memiliki pilihan bahan yang kompatibel terbatas, jumlah opsi yang tersedia telah berkembang secara signifikan selama beberapa tahun terakhir. Sekarang ada banyak yang memenuhi spesifikasi otomotif dan dapat membantu mengurangi bobot kendaraan. Contohnya, beberapa bahan menawarkan pengurangan bobot 20% dibandingkan poli butilena tereftalat (PBT) yang diukir serat kaca. Anda bahkan dapat merumuskan bahan cetak 3D kustom untuk mencapai properti mekanis spesifik jika tidak ada opsi yang ada yang memenuhi kebutuhan Anda.
Selain itu, banyak bahan yang kompatibel dengan cetak 3D memiliki kemampuan termal yang lebih baik daripada bahan manufaktur tradisional, yang dapat membantu memperpanjang umur baterai EV. Akhirnya, baterai EV paling baik disimpan pada suhu sedang—50°F adalah yang terbaik untuk penyimpanan, sementara 77°F adalah ideal untuk pengisian daya dan pengemudi—tetapi mempertahankan suhu tersebut bisa sulit saat menggunakan komponen logam. Di sisi lain, casing dan penukar panas cetak 3D memberikan insinyur lebih banyak opsi bahan yang dapat membantu mengatur suhu baterai dengan lebih baik.
Produksi volume rendah secara hemat biaya
Sementara cetak injeksi ideal untuk siklus produksi volume tinggi, ini bisa mahal dan tidak praktis saat menjalankan siklus volume rendah karena biaya pembuatan peralatan. Permintaan akan EV meningkat dengan cepat, tetapi masih belum mendekati ukuran pasar kendaraan ICE tradisional, jadi efektivitas biaya manufaktur aditif pada volume rendah dapat membantu perusahaan membuat komponen yang mereka butuhkan dengan biaya per bagian yang wajar.
Kurangi waktu ke pasar
Karena manufaktur aditif tidak memerlukan peralatan, Anda dapat mempercepat timeline manufaktur Anda. Dibandingkan dengan waktu pengiriman cetak injeksi, manufaktur aditif menawarkan pengurangan waktu tunggu hingga 50%, yang mempercepat proses iterasi dan produksi akhir. Akibatnya, perusahaan dapat secara drastis memotong waktu pengembangan kendaraan dengan menggunakan manufaktur aditif.
Sesuaikan kendaraan dengan mudah
Ketiadaan peralatan membuat pembaruan desain dan menyediakan opsi kustomisasi menjadi lebih mudah dan secara signifikan lebih murah. Dengan manufaktur aditif, pelanggan dapat dengan mudah menyesuaikan segalanya dari emblem hingga sandaran tanpa secara signifikan meningkatkan biaya atau waktu produksi.
Hindari keterbatasan rantai pasok
Mengikuti metode manufaktur tradisional sering berarti terjebak dalam masalah rantai pasok—terutama dengan masalah rantai pasok global terbaru. Manufaktur aditif memungkinkan perusahaan untuk melompati banyak kemungkinan hambatan ini, karena perusahaan dapat membuat bagian di mana pun mereka atau mitra manufaktur mereka memiliki printer 3D. Sebagai gantinya menunggu saluran produksi dan pengiriman tradisional, mereka dapat merancang dan mencetak bagian sesuai permintaan dari mana pun.
Aplikasi umum manufaktur aditif dalam produksi EV
Banyak industri menggunakan manufaktur aditif dalam prototipasi karena kecepatan dan keterjangkauannya, dan industri EV tidak berbeda. Selain itu, perusahaan menggunakan manufaktur aditif untuk secara hemat biaya membuat jig, palang, dan alat lain yang diperlukan untuk proses manufaktur dan prototipasi.
Apabila berbicara tentang bagian akhir, perusahaan menggunakan teknologi cetak 3D untuk membuat segalanya dari kotak baterai hingga panel lampu. Casing, hiasan, klip, emblem, sandaran, serta pengaturan udara, cairan, dan kabel dapat dicetak 3D. Beberapa perusahaan sedang mencetak port pengisian daya, tutup stopper, kinematika HVAC, sandaran, dan tutup.
Cetak 3D semakin populer ketika datang untuk konektor listrik, karena mereka sering kecil dan memerlukan presisi ekstrim, yang dapat meningkatkan biaya cetak injeksi plastik tradisional. Di masa depan, mungkin bahkan mungkin untuk mencetak 3D baterai EV secara skala besar.
Memproduksi komponen EV dengan Fast Radius
Manufaktur aditif menawarkan produsen EV banyak manfaat, dan kemungkinan besar adalah masa depan industri otomotif. Namun, beralih dari teknik manufaktur tradisional ke manufaktur aditif tidak tentu mudah bagi setiap organisasi.
Inilah di mana bekerja sama dengan mitra manufaktur berpengalaman masuk. Di Fast Radius, kami adalah ahli manufaktur aditif. Ketika Anda bekerja dengan kami, kami akan membantu memastikan bagian 3D Anda siap untuk produksi—dan Anda juga dapat menggunakan alat online kami untuk menjelajahi opsi desain, bahan, dan produksi atau memulai penawaran. Siap memulai? Buat akun untuk mengunggah desain bagian Anda atau hubungi kami hari ini!
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang biaya cetak 3D, apa yang harus diharapkan selama proses manufaktur aditif, dan lebih banyak, kunjungi pusat sumber daya kami.
