پرینت سه بعدی قطعات خودرو

صنعت خودرو سازی یکی از اولین و بزرگترین پذیرندگان تکنولوژی پرینتر سه بعدی است. صنایع خودروسازی بعد از گذشت یک دهه متوجه پتانسیل های نهفته در تکنولوژی پرینترسه بعدی شدند و شروع به سرمایه گذاری در این حوزه کردند. این به معنای خرید پرینتر های سه بعدی صنعتی و همچنین راه اندازی آزمایشگاه های تحقیق و توسعه کامل در زمینه تولید افزودنی بوده و همچنان نیز بر ارزش آن افزوده می شود. امروزه خودروهای مدرن در حال خروج از کارخانه ها داری قطعات پرینت سه بعدی هستند که نشان می دهد آنچه زمانی فقط برای نمونه سازی اولیه بود در حال پیشرفت است.

آنچه در مورد پرینت سه بعدی بسیار جذاب است آماده سازی سریع اجزای قطعات جدید و همچنین آزادی در طراحی است. در صنعت خودروسازی، پرینت سه بعدی برای اهداف مختلفی استفاده می شود. یکی از کاربردهایی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد ساخت جک ها و وسایل مورد استفاده برای ساخت خود خودروها هستند. کاری که فولکس واگن انجام داده است. این قطعات بیشتر ابزارهای تراز هستند که برای تعیین موقعیت نشان ها، بررسی تقارن و شکاف های پانل و موارد دیگر استفاده می شوند. برخی از تولیدکنندگان نیز شروع  به کاربردن قطعات پرینت سه بعدی را در خودروهای تولیدی خود کرده اند. یکی از مثال‌های خوب BMW است که براکت‌های سقفی پرینت‌ سه بعدی شده را به عنوان بخشی از مکانیزم جمع شدن سقف در i8 Roadster نصب کرد.

آزادی طراحی بیشتر منجر به سازه های کارآمدتر می شود که می تواند باعث کاهش وزن یا بهبود جریان هوا و در نتیجه افزایش عملکرد شود. سازنده سوئدی هایپرخودروی Koenigsegg از پرینت سه بعدی برای ایجاد یک محفظه توربو متغیر استفاده کرده است که موجب عملکرد بهتر خودرو شده است. آنها همچنین یک نوک اگزوز از تیتانیوم را پرینت سه بعدی کرده اند که باعث کاهش وزن می شود.

منابع آماده برای استفاده

دو گروه به طور گسترده اقدام به پرینت سه بعدی قطعات خودرو می کنند: خودرو سازان بزرگ و علاقه مندان حرفه ای. این بدین معناست که شرکت های بزرگ خودرو سازی مثل فورد و بوگاتی نیز از پرینترسه بعدی استفاده می کنند اما طرح های آن ها برای عموم در درسترس نیست.

هرچند که نباید علاقه مندان حرفه ای را فراموش کرد که در خانه قطعات خودرو طراحی می کنند و گاها آن ها را در سایت ها پرینت سه بعدی به اشتراک می گذارند . به این معنی که افراد دیگری که به دنبال همان قطعه می باشند می توانند به آن دسترسی پیدا کنند.

در اینجا لیستی از سایت هایی که منبع مدل های پرینت سه بعدی هستند اشاره شده است.

GrapCAD

Thingiverse

3DMixers

Treatstock

STLBaese

نرم افزارهای طراحی

همانطور که می توانید تصور کنید، نرم افزار نقش بسیار مهمی در صنعت خودرو دارد. ابزارهای نرم افزاری را می توان برای ایجاد قطعات و همچنین برای انجام تست عملکرد مجازی و سایر تکنیک های بهینه سازی استفاده کرد.

از راه حل های ساده CAD گرفته تا بسته های نرم افزاری که شامل شبیه سازی چندگانه و ابزارهای مدل سازی می شوند نشان می دهد گزینه های زیادی برای طراحی قطعات خودرو وجود دارد. به خاطر داشته باشید که طراحی قطعات خودرو برای یک مبتدی در نرم افزارهای CAD می توانند دشوار باشد اما طراحان حرفه ای تمام ویژگی های این ابزارها ارائه می دهند را می شناسند.

برخی از بهترین گزینه‌های نرم‌افزار CAD که برای طراحی قطعات خودرو مفید هستند شامل: AutoCAD ،Inventor ، Fusion360، Catia  و SolidWorks می شود.

نمونه سازی سریع قطعات

نمونه سازی سریع قطعات یا همان Rapid prototyping برای اولین بار در صنعت خودرو سازی برای آزمایش قطعات خودرو در دهه 1980 میلادی استفاده شد. امروز نمونه سازی مانند سایر روش ها مانند CNC و پرینتر سه بعدی بیشتر در دسترس است و معمولا در بخش های خودرو سازی، هوا فضا و صنعت دارو سازی به کار گرفته می شود.

با استفاده از نرم افزار CAD و پرینتر سه بعدی، نمونه های اولیه را می توان برای بررسی و بهبود، چندین بار در روز پرینت سه بعدی کرد. پرینتر سه بعدی، نمونه سازیِ بسیار دقیق،تطبیق پذیر، سریع و کم هزینه ای را ارائه می دهد.

با استفاده از تکنولوژی پرینتر سه بعدی می توان نمونه سازی را بارها تکرار و ارزیابی کرد. و بهبود بخشید، تا زمانی که راضی کننده باشد. نمونه سازی سریع احتمال وجود خطا در قطعات را قبل از شروع یک تولید گران کاهش می دهد.

نمونه سازی سریع همچنین می تواند با بیو متریال ( bio materials ) بافت های شبیه به اعضای واقعی بدن، به وسیله پرینتر سه بعدی بسازد، تا دارو ها و سایر درمان های مهم را بر روی آن ها آزمایش کنند.

نمونه سازی، به استفاده از نرم افزار CAD و یک ماشین مانند پرینتر سه بعدی یا دستگاه CNC برای ساخت سریع و تست شکل و ظاهر یا کاربرد نمونه های اولیه و پس از آن تنظیم و تکرار آن ها بر اساس بازخورد گفته می شود. بنابراین می توانید نمونه های بعدی را بر اساس بازخورد این نمونه ها تولید کرده و آزمایش کنید.

نمونه سازی سریع، نامی است که تمام روش ها و تکنولوژی ها، برای ساخت نمونه اولیه با دوام، و بررسی و اصلاح آن ها را شامل می شود. نمونه سازی سریع به این معناست که شما در زمان کمی یک محصول را به صورتی فیزیکی در دست دارید که بررسی و آنالیز کردن آن راحتتر از طرح CAD آن بر روی صفحه کامپیوتر است.

دو شکل از نمونه سازی وجود دارد:

1. نمونه سازی با صحت بالا:

نمونه ای که از نظر ظاهری و کاربردی به طراحی نهایی بسیار نزدیک است. با آزمایش های اضافی بر روی نمونه اولیه می توان تمام ایرادات آن را قبل از تولید انبوه پیدا و برطرف کرد. بررسی صحت طراحی، تناسب و کاربرد نمونه اولیه بسیار آسان تر از خرید ماشین های نمونه سازی و پیدا کردن منابع خارجی تولیدات است.

2. نمونه سازی با صحت پایین ( مدل کلی ):

نمونه سازی با صحت پایین، برای کمک به اعتبار سنجی ایده طراحان و بررسی شکل ظاهری طراحی متمرکز شده است. همچنین برای نشان دادن مفهوم و شکل کلی طرح به ذینفعان، تصمیم گیران و مشتریان و دریافت بازخورد کلی و اصلاح طرح طبق نظر مشتریان مفید است.

فرآیند نمونه سازی

قبل از اینکه بتوانید نمونه نهایی خود را به صورت سه بعدی پرینت کنید، به یک طرح نیاز دارید. فایل طرح سه بعدی CAD را به نرم افزار اسلایسر می دهیم تا نمونه پرینت سه بعدی را به صورت لایه ای برش دهد تا پرینتر سه بعدی آن را پرینت کند. گاهی اوقات به وسیله اسکن سه بعدی نیز می توان طرح اولیه را برای پرینت سه بعدی به دست آورد.

پروسه نمونه سازی سریع به شکل زیر است:

1. پرینت سه بعدی مدل

نمونه سازی ممکن است ساعت ها طول بکشد مخصوصا اگر به لایه هایی با ارتفاع کمتر و دقت بیشتری نیاز داشته باشید یا نمونه پرینت سه بعدی شما بزرگ باشد، زمان پرینت سه بعدینمونه اولیه ممکن است طولانی باشد بنابراین بهتر است پرینتر سه بعدی شما در طول شب کار کند.

2. آزمایش نمونه اولیه پرینت سه بعدی شده

نمونه اولیه از نظر شکل، رنگ و زیبای ظاهری مخصوصا برای محصولاتی که ظاهر و زیبایی آن ها مهم باشد آزمایش می شوند. همچنین از جنبه کاربردی مثل مقاومت در برابر گرما و ضربه نیز آزمایش می شود. بر اساس نتایج این آزمایش ها باز خورد تعیین می شود.

3. تکرار نمونه سازی بر اساس بازخورد

بر اساس بازخورد در فایل CAD خود تغیرات را اعمال کنید و پرینت سه بعدی مدل اصلاح شده خود را تکرار کنید.