Trong thế giới công nghiệp ô tô phát triển nhanh chóng, cuộc đua cung cấp những chiếc xe tiên tiến và được sản xuất tốt đang diễn ra. May mắn thay, một công nghệ thay đổi cuộc chơi đang được ứng dụng rất mạnh, đó là công nghệ in 3D.
Nhiều khía cạnh của ngành kinh doanh ô tô đã bị ảnh hưởng bởi công nghệ in 3D. Ngoài việc sử dụng thông thường trong tạo mẫu nhanh, công nghệ đột phá này hiện đang mở ra hướng đi mới bằng cách sản xuất các công cụ và thậm chí là các thành phần sử dụng cuối.
Hãy cùng xem các nhà sản xuất xe hơi đang sử dụng công nghệ này như thế nào để cải tiến phương pháp sản xuất của họ:
Porsche: Ghế in 3D
Porsche gần đây đã tiết lộ một khái niệm ghế ngồi mang tính đột phá cho xe thể thao sử dụng công nghệ in 3D và kiến trúc dạng lưới. Những chiếc ghế mới có các thành phần đệm tựa lưng và ghế giữa làm từ polyurethane, được in 3D theo ba mức độ cứng khác nhau: cứng, trung bình và mềm.
Nhà sản xuất ô tô Đức lấy cảm hứng từ ngành công nghiệp xe thể thao với thiết kế ghế ngồi riêng cho người lái.
Trong tương lai, Porsche có kế hoạch cung cấp nhiều tùy chọn cá nhân hóa ghế hơn là chỉ màu sắc và độ cứng bằng cách tùy chỉnh từng ghế theo hình dáng cơ thể độc đáo của khách hàng. Hiện tại, công nghệ duy nhất có thể hỗ trợ mức độ cá nhân hóa này là in 3D.
Rolls Royce: Giá đỡ in 3D
Rolls Royce đã tiết kiệm được rất nhiều chi phí, tăng tốc độ sản xuất và cải thiện thiết kế bằng cách sử dụng sản xuất bồi đắp để tối ưu hóa giá đỡ của họ.
Một bộ phận thường được coi là nhỏ, không đáng kể và theo truyền thống là thách thức để cải thiện bằng các phương pháp truyền thống, Rolls Royce đã kết hợp thương hiệu, mã QR và số nhận dạng vào các bộ phận, khiến chúng trở nên độc đáo và dễ thích ứng.
Nhận ra rằng các phương pháp trừ không thể cạnh tranh với cùng một kết quả; sản xuất bồi đắp đã trở thành một giải pháp trong quy trình sản xuất của công ty.
Ford: Nguyên mẫu in 3D và các bộ phận sản xuất
Tạo ra các công cụ tùy chỉnh nhanh chóng và với chi phí thấp hơn là một trong những lợi ích được công nhận nhiều nhất của sản xuất bồi đắp. Ford Motor Company đã nhận ra điều này với hàng chục nghìn bộ phận được sản xuất hàng năm thông qua in 3D, cho cả nhu cầu tạo mẫu cũng như sản xuất.
Sử dụng in 3D, nhóm kỹ sư tại Ford đã tạo ra và thử nghiệm các thiết kế cho Shelby Mustang GT500, bao gồm một sợi mây chia gió phía trước (được sử dụng để hướng không khí lên và xung quanh lốp/bánh xe đang quay lộ ra để tránh tạo ra các luồng xoáy bổ sung xuống bên hông xe) và hai bộ phận giá đỡ phanh được in 3D. F-150 Raptor cũng có một phích cắm che công tắc đèn pha bảng điều khiển có logo.
Các ứng dụng khác mà Ford gặp phải khi sử dụng sản xuất bồi đắp là một bước ngoặt bao gồm một công cụ ống lót vòng đệm trục đầu vào hộp số trị giá 70 đô la, với các phương pháp gia công truyền thống, chi phí sản xuất gần 900 đô la. Ngoài ra, một tay nắm lắp ráp hộp số mới cho phép sử dụng dây chuyền lắp ráp và pallet hiện có dự kiến sẽ giúp Ford tiết kiệm được 2 triệu đô la.
Các ứng dụng này được phát triển tại Trung tâm sản xuất tiên tiến của Ford ở Michigan.
Volkswagen: Công cụ sản xuất in 3D
Gần một thập kỷ trước, hãng sản xuất ô tô Đức, Volkswagen, đã bắt đầu một chương trình thí điểm có máy in 3D để bàn. Mục tiêu là tạo ra các công cụ cải tiến thông qua nhà máy của họ tại Bồ Đào Nha.
Là những người áp dụng sớm, Volkswagen đã thành công và sớm sử dụng công nghệ in 3D trong hầu hết quá trình sản xuất công cụ của mình. Việc sản xuất công cụ tại chỗ đã giúp Volkswagen giảm 90% chi phí, đồng thời rút ngắn thời gian hoàn thành từ nhiều tuần xuống còn nhiều ngày.
Một công cụ như huy hiệu cửa sau thường mất 35 ngày để phát triển với giá khoảng 400 đô la khi sử dụng các phương pháp sản xuất truyền thống. Cùng một công cụ được sản xuất bằng phương pháp sản xuất bồi đắp có thể hoàn thành trong bốn ngày với giá chỉ 10 đô la.
Phương pháp phụ gia này được cho là đã giúp Volkswagen tiết kiệm gần 350.000 đô la vào năm 2017 và nhiều hơn nữa trong những năm tiếp theo, đồng thời cải thiện nhiều yếu tố như sự hài lòng của người vận hành, tính công thái học và năng suất.
Ford: Đai ốc chống trộm được in 3D
Gần đây, nhóm Ford Châu Âu đã bắt đầu một chương trình in 3D các đai ốc khóa bánh xe tùy chỉnh cho ô tô, giúp chúng chống trộm tốt hơn.
Thông thường, một chiếc xe sẽ có một đai ốc khóa duy nhất cho mỗi bánh xe để ngăn không cho tháo đai ốc mà không có chìa khóa phù hợp gắn vào cờ lê bánh xe. Tuy nhiên, có thể tránh được điều này. Để giải quyết vấn đề này, Ford đang in 3D các mẫu khóa mà không thể sao chép dễ dàng.
Để tạo ra một mẫu tùy chỉnh cho mỗi khách hàng bằng cách sử dụng mẫu sóng âm từ một câu đơn giản. Điều này cung cấp một lớp bảo mật bổ sung, giống như dấu vân tay.
Sau đó, ổ khóa và chìa khóa được in 3D dưới dạng một bộ phận thép không gỉ duy nhất và sau khi cắt các mảnh ra và đánh bóng, các thành phần có thể được đưa vào sử dụng.
Thiết kế của ổ khóa khiến chúng hầu như không thể sao chép được. Các gờ cách đều nhau bên trong đai ốc và các vết lõm càng rộng ra khi chúng đi sâu hơn khiến kẻ trộm khó tạo ra dấu ấn bằng sáp mà không làm vỡ sáp.
Daihatsu: Các bộ phận tùy chỉnh được in 3D
Vào năm 2016, Daihatsu, nhà sản xuất ô tô lâu đời nhất Nhật Bản, đã khởi động một dự án cho mẫu xe Copen tập trung vào việc tùy chỉnh xe.
Dự án sẽ giúp thỏa mãn nhu cầu của khách hàng về trải nghiệm cá nhân hóa với thương hiệu và cho phép khách hàng thiết kế và đặt hàng các tấm in 3D tùy chỉnh cho cản trước và sau. Khách hàng cũng được cung cấp nhiều tùy chọn, bao gồm hơn 15 mẫu cơ bản với mười màu sắc khác nhau.
Được in 3D bằng nhựa nhiệt dẻo bền, chống tia UV, phương pháp sản xuất này cho phép Daihatsu sản xuất các thiết kế cá nhân hóa, độc nhất vô nhị vừa tiết kiệm chi phí vừa nhanh chóng. Điều này không thể đạt được bằng các phương pháp sản xuất truyền thống.
In 3D cho phép các nhà sản xuất ô tô giảm thời gian hoàn thành và chi phí sản xuất cho các bộ phận có khối lượng thấp vì công nghệ này loại bỏ nhu cầu tạo ra các công cụ hỗ trợ riêng lẻ cho từng bộ phận.
Porsche: Phụ tùng in 3D
Phụ tùng thay thế là một ứng dụng khác của công nghệ in 3D trong ô tô và Porsche đang tận dụng tối đa ứng dụng này. Công nghệ in 3D hỗ trợ nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô và một trong những ứng dụng đang phát triển là in phụ tùng thay thế.
Bộ phận của công ty ô tô Đức cung cấp phụ tùng cho các mẫu xe cổ và đã ngừng sản xuất và sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất phụ tùng thay thế hiếm, số lượng ít cho hàng tồn kho cũ của mình. Với một bộ phận của Porsche cung cấp phụ tùng cho các mẫu xe cổ và đã ngừng sản xuất, công ty cần một giải pháp để sản xuất phụ tùng thay thế hiếm hoặc số lượng ít cho hàng tồn kho cũ của mình.
Các phương pháp truyền thống để sản xuất các công cụ hỗ trợ mới rất tốn kém, đặc biệt là với số lượng ít như vậy, và các công cụ cần thiết để tạo ra chúng không tồn tại hoặc ở trong tình trạng kém. Một xu hướng đang phát triển trong chuỗi cung ứng ô tô là in 3D các bộ phận ít được đặt hàng hoặc không còn được sản xuất nữa. Mercedes-Benz Trucks, Volkswagen và BMW đều sử dụng công nghệ in 3D, cho phép các nhà sản xuất ô tô cắt giảm chi phí, tăng hiệu quả hoạt động và tối ưu hóa hàng tồn kho.
Tiềm năng của in 3D
Ngành công nghiệp ô tô đang chứng kiến khả năng mở rộng đáng kinh ngạc của công nghệ in 3D. Từ các OEM hàng đầu đến các nhà cung cấp phụ tùng, việc tích hợp máy in 3D mang lại lợi ích cho toàn ngành. Các công ty như Markforged đang dẫn đầu với công nghệ in tiên tiến của họ, trao quyền cho các nhà sản xuất ô tô khám phá những khả năng mới và đạt được các phương pháp sản xuất nâng cao. Để khám phá các ứng dụng đáng kinh ngạc của công nghệ in 3D trong ngành công nghiệp ô tô, bao gồm cả những gì các công ty khác đang đạt được, hãy khám phá các ứng dụng in 3D của Markforged
