Avanserte teknologier og innovative produksjonsteknikker gjør at bilindustrien nå befinner seg på randen av en industriell revolusjon.
Vi har i tidligere artikler sett nærmere på 3D-printing og hvor viktig det er i komponentdesign, industrielle applikasjoner og medisinsk sektor. I denne artikkelen fokuserer vi på 3D-printing for bruk bytransport og hvordan det kan føre til en ny tidsalder i bilproduksjon.
Denne teknologien har revolusjonert tradisjonell produksjon da man nå kan utvikle komplekse og skreddersydde deler ved bruk av lagvis kontruksjon. Dette har blitt mer populært i bilsektoren og vi ser nærmere på hvordan dette endrer hvordan man produserer og ivaretar kjøretøy.
3D-printing i transport
Den første 3D-printeren ble patentert på 80-tallet men ble først populær i nyere tid i elektriske og elektroniske designsystemer. I dag kan vi produsere 3D-printede bygninger, medisinske enheter og implantater, kroppsbåren teknologi, forbrukervarer og nå også i bilproduksjon.
3D-printing, eller additiv produksjon, gjør at man designe og produsere komplekse deler og komponenter, noe som kan revolusjonere bilproduksjon slik vi kjenner den i dag ved å redefinere tradisjonelle produksjonsmetoder. Mulighetene er endeløse! Selskaper begynner nå på alvor å investere i denne teknologien og med fordeler som reduserte kostnader, økt designfleksiblitet, raskere prototyping, lette komponenter, forbedret brenseleffetkvitet, økt bærekraftighet og avfallsreduksjon er det ikke vanskelig å skjønne hvorfor!
Protoyping og produksjon
Det er nå mulig å lage kostnadseffektive modeller med enda større frihet og nøyaktighet enn tidligere, noe som er med på å revolusjonere prototyping. Modelleringsprogramvare gjør at man kan enkelt visualisere modellen og foreta nødvendige endringer, noe som gir økt kvalitetskontroll.
Fordi man kan printe på ulike materialer, som metall, har man nå enda flere friheter. De ulike materialene har unike egenskaper og kan skreddersys for å passe de spesifikke kravene til ulike prosjekter.
3D-printing reduserer avfall også og man trenger kun og bruke de materialene man har behov for.
3D-printede kjøretøy
3D-printede kjøretøy eksisterer, og det fins flere merker involvert i utviklingen og produksjonen av disse. La oss se nærmere på disse og 3D-printede komponenter for andre kjøretøy.
Divergent 3D Czinger
I løpet av de siste åtte årene har Divergent ferdigutviklet den omfattende og modulære bilbyggeplattformen, DAPS (Divergent Additive Production System). Denne programvare-maskinvareløsningen er et levedyktg alternativ til konvensjonelle produksjonsmetoder, og posisjonerer selskapet som en Tier 1-billeverandør. Divergent leverer nå chassis og fjæringssystemer til store OEMer (original equipment manufacturer).
Med integrasjonen av 3D-printing i DAPS, kan plattformen produsere biler med ulike spesifikasjoner på samme system. Prosessen kan raskt settes i gang og systemet konstruerer deler i sanntid. Deler produseres og monteres direkte fra det digitale designet, noe som gjør at man ikke behøver manuell konfigurering.
Olli, en 3D-printet bil
Local Motors (nedlagt i 2022) var en bedrift som utvilet 3D-printede kjøretøy. I 2016 lanserte de den 3D-printede, elektriske, selvkjørende skyttelbussen, ‘Olli’, og senere, ‘Olli 2.0’. Olli var et stort steg framover innen selvkjørende og bærekraftig transport. Den hadde et futuristisk design, brukte sensorteknologi og hadde plass til 12 passasjerer.
I 2014 lanserte de også ‘Strati’, verdens første 3D-printede elbil. Local Motors la ut en video som beskriver hvordan de tilpasset designet av prototypen til den 3D-printede bilen.
Flykomponenter fra Airbus
Airbus er en ledende produsent av romfartsutstyr. Vi har snakket om Airbus i tidligere artikler, blant annet som utvikler av eVTOL, en teknologi som har potensiale til å brukes i flyvende biler. I denne artikkelen går vi gjennom hvordan Airbus bruker additiv produksjon for utvikling av flykomponenter. De printer komplekse deler, som kabinbraketter og luftventiler, noe som reduserer vekt og forbedrer effektiviteten.
Sculpteo 3D-printet sykkel
Sykler er en av de mest populære transportmetodene som fins. Sculpteo bestemte seg derfor for å se om de kunne lage en sykkel ved bruk av digitale produksjonsteknikker. Og det klarte de! Med en kombinasjon av laserskjæring og 3D-printing utviklet de en sykkel med materialer i høykvalitet.
Resultatet er en funksjonell sykkel – en sykkel Sculpteo testet på en 1000 km lang tur fra Las Vegas til San Francisco. Denne utrolige reisen viser hvor viktig digital produksjon kan være når det kommer til utvikling av effektive og robuste mobilitetsløsninger.
Hvordan 3D-printer man en bil?
Som vi har gått gjennom i denne artikkelen har ulike produsenter allerede utviklet 3D-printede biler. Nedenfor går vi gjennom åtte trinn for design og produksjon av en 3D-printet bil. Dette er likevel kun en enkel forklaring av prosessen, og noen av disse kan inneholde ekstra trinn og kan gjøres i ulik rekkefølge.
- Design and conceptualisation
Det er alltid viktig å ha en plan! Først må man starte med et design og utvikle et konsept. Dette involverer å lage en detaljert digital modell ved bruk av spesialisert 3D-programvare. Designere og ingeniører jobber så sammen for å fastslå hvordan bilen skal se ut, hvilke funksjoner og hvilke ytelseskarakteristikker den skal ha.
- Iterative design and optimisation
Det er vanlig å lage og analysere flere versjoner av designet for å optimalisere bilens ulike deler, som aerodynamikk, vektdistribuering og strukturell integritet. Datasimuleringer og virtuell testing utføres for å vurdere ytelse og for å utføre nødvendige justeringer.
- Material selection
Dette er en av de viktigste trinnene da materialene bestemmer hvor mye bilen veier, hvor robust den er og hvilke termiske egenskaper den har. De vanligste materialene er ulike typer termoplast, karbonfiberkompositter og metallegeringer.
- 3D printing of components
Etter designet er ferdiggjort er det på tide å printe komponentene ved bruk av additivt utstyr. Her kan man bruke ulike teknikker avhengig materialer og hvor komplekse komponentene er. Dette inkluderer FDM (fused deposition modelling), SLS (selective laser sintering), SLA (stereolithography) eller DMLS (direct metal laser sintering). Les mer om de ulike typene her.
- Assembly and integration
Etter man har printet de individuelle komponentene, inspiseres, etterbehandles og forberedes disse nøye før man monterer det ferdige produktet. Chassis, karosseripaneler, innvendige komponenter og funksjonelle elementer monteres alle og til slutt har man en fullstendig bil.
- Testing and validation
Etter montering, testes og valideres bilen for å se om den møter ulike sikkerhetsstandarder og ytelseskriterier. Dette inkluderer strukturelle integritetstester, aerodynamiske vurderinger, funksjonell testing av bremser, hjuloppheng, og elektriske komponenter.
- Refinement and finalisation
Testresultatene brukes for å forbedre og optimalisere bilens design og ytelse. Justeringer foretas i forbindelse med vektdistribuering, håndtering og effektivitet. Endringer av design- og produksjonsprosessen gjentas for å nå ønsket resultat.
- Production and scaling
Når prototypen er validert og forbedret, kan produksjonsprosessen klargjøres for masseproduksjon. Dette kan involvere optimalisering av produksjonslinjen, effektivisering av arbeidsprosesser og konsekvente kvalitetskontroller.
Hva vil fremtiden innebære?
3D-printing er vanlig i ulike felt og i bilsektoren er dette en teknologi som ikke kun brukes å produsere biler, men også for å utvikle andre innovative kjøretøy og komponenter. Teknologien er fortsatt under utvikling, men eksemplene ovenfor viser at 3D-printing har potensialet til å endre transportsektoren til en sektor med skreddersydde, lette og effektive produksjonsprosesser.
