Pokrok v informačních technologiích otevřel nové možnosti také ve výrobě. Mnoho lidí si však neumí představit, že by klíčem k masové výrobě automobilových dílů mohla být inkrementální (přírůstková) výrobní technologie. Co to je?

3D tisk byl zpočátku výrobci považován za zajímavou kuriozitu, užitečnou pro rychlé navrhování, ale rozhodně ne za alternativní výrobní metodu. Od svého vzniku se tato technologie potýkala s řadou různých problémů a její vývoj byl pomalý a nákladný s poměrně chabými výsledky.

Podstata přírůstkové výrobní technologie

Mnoho průmyslových odvětví a společností vidí v této technologii určitý potenciál. Je to proto, že je založena na přírůstkové výrobě, což je nesporná výhoda. To v podstatě znamená, že při výrobě nevzniká žádný nebo jen minimální odpad.

Při tzv. klasické výrobě se při soustružení nebo obrábění vyplýtvá velké množství materiálu, který v mnoha případech nelze znovu použít.

Vzhledem k tomu, že o tuto metodu projevilo zájem mnoho subjektů, bylo možné pokračovat v jejím vývoji. Díky současným systémům probíhá výroba mnohem rychleji a zároveň je přesnější a kvalitnější.

Cesta 3D tisku do automobilového průmyslu

S tím, jak se 3D tiskárny stávají levnějšími, rychlejšími a přesnějšími, nachází pro ně uplatnění stále více průmyslových odvětví. Bylo tedy jen otázkou času, kdy se tato technologie dostane do automobilového průmyslu.

V posledních několika desetiletích začali výrobci v automobilovém průmyslu využívat 3D tisk k vytváření prototypů automobilů, aby otestovali jejich tvar a aerodynamické vlastnosti. První technologií pro výrobu komponent bylo selektivní laserové spékání nebo tryskání pojivem. To umožnilo výrobcům automobilů vytvářet designové díly, které však byly křehké a neměly dlouhou životnost.

Typy přírůstkové výroby v automobilovém průmyslu

Koncept:

Vysoce detailní a přesné 3D tištěné modely se často používají v automobilovém průmyslu k prezentaci nových návrhů a konceptů vozidel. Důvod je jednoduchý: samotné použití modelů CAD není dostatečně efektivní pro identifikaci potenciálních konstrukčních problémů. Takové modely se používají také pro aerodynamické zkoušky nových automobilů.

Ověření prototypu:

Stejně jako v mnoha jiných odvětvích je i v automobilovém průmyslu vývoj prototypů velmi důležitou součástí výrobního procesu. 3D tisk umožňuje jejich rychlou výrobu v předvýrobní fázi. Současné využívání přírůstkové výroby je jedním z nejoblíbenějších způsobů ověřování prototypů – od malého, rychle vytištěného dílu až po velmi detailní díl v plné velikosti vhodný pro ověřování a testování výkonu.

Předvýrobní vzorkování a výroba nástrojů:

Odborníci na 3D tisk považují tento způsob použití za nejslibnější. 3D tisk lze použít k rychlé výrobě forem a nástrojů pro tepelné tváření, držáků a přípravků. Výrobci automobilů tak mohou vyrábět vzory a nástroje s nízkými náklady a eliminovat budoucí výrobní ztráty způsobené investicemi do drahých nástrojů.

Speciální díly:

Přírůstkovou výrobu využívají automobilové společnosti také k úpravě dílů pro konkrétní vozidla (aby byly jedinečné a lehké), nebo dokonce k úpravě pro konkrétního řidiče (například sedadla závodních vozů). To je užitečné zejména v případech, kdy jsou náklady na takové speciální díly odůvodněny výrazným zlepšením výkonu vozidla/řidiče.

Výhody 3D tisku

Řešení pomocí 3D tisku pro automobilový průmysl přinášejí výhody, které lze snadno vyčíst z jeho charakteristických rysů. Jak již bylo zmíněno, 3D tisk nyní může nahradit nákladnou a časově náročnou CNC výrobu.

Plastové díly vytištěné na 3D tiskárně jsou levnější a doba výroby je kratší. To zase znamená nižší výrobní náklady, zejména u složitých konstrukcí.

Vlastní výroba prototypů pomocí 3D tisku může také chránit před zneužitím duševního vlastnictví nebo únikem informací, protože vše se vyrábí přímo ve firmě.

Vytvoření 3D prototypu může výrazně zkrátit dodací lhůty ve všech fázích výroby a umožnit větší flexibilitu. Na rozdíl od tradičních metod konstrukce vozidel (osobních i nákladních), při nichž se používá mnoho různých materiálů, se při 3D tisku využívá méně zdrojů a nevzniká žádný odpad, což je výhodné ve všech fázích výroby.

Návrh pomocí 3D tiskárny v automobilovém průmyslu umožňuje konstruktérům testovat více verzí stejného detailu a provádět iterace během fáze vývoje nových modelů.

Větší flexibilita je spojena s efektivnějším návrhem a racionálnějším plánováním v celém procesu hodnocení modelu. To zase pomáhá výrobcům automobilů uspokojovat potřeby trhu.

Software

3D tisk umožňuje efektivnější navrhování, vývoj prototypů, testování a výrobu modelů automobilů pomocí průmyslového softwaru pro 3D tisk. Tento software umožňuje projektantům vytvářet tisknutelné návrhy, což je klíčová součást celého procesu 3D tisku.

Aby bylo možné využít všechny možnosti 3D tiskárny, musí mít správný řídicí software a editory pro provádění konkrétních úloh. Veškerý software musí splňovat určité standardy, tj. podporovat různé vstupní formáty.

Software pro 3D tiskárny obvykle používá:

• Jazyk STL (povrchy modelů jsou popsány pomocí trojúhelníků)
• Jazyk X3D (výpočet začíná nastavením profilu založeného na standardu XML)
• Standard VRML (na základě trojúhelníků bez společných bodů)

Nejčastěji používaný software na trhu:

• Netfabb, Project Dreamcatcher (Autodesk)
• Materialize
• Stratasys
• SolidWorks (Dassault Systemes)
• SolidEdge, NX (Siemens)
• Creo (PTC)