Kompozit szálerősítéses 3D nyomtatás az autóiparban
Az ellátási láncok akadozása hatással van a gyártási folyamatokra, mely új helyzetet teremtett az autóiparban is. Ebben a változékony környezetben az a piaci szereplő tud versenyképes maradni, aki az additív házon belüli megoldásokat keresi.
Az additív gyártástechnológián belül a 3D nyomtatás már bizonyított az elmúlt években; Független, rugalmas termelést képes biztosítani használói számára csökkentve ezzel a piaci kitettséget. A rövidebb reakcióidő által, újra lendületbe kerülhetnek a parkolópályán lévő fejlesztések.
Az autóiparban eredetileg egyedi alkatrészek előállítására használt 3D nyomtatókat mára sokkal szélesebb körben alkalmazzák, így az additív gyártás a piac minden résztvevője számára elérhetővé vált.
A 3D nyomtatás lehetővé teszi, hogy a rendkívül összetett alkatrészek előállítása könnyű és költséghatékony maradjon.
Bizonyos autóalkatrészek bonyolult geometriával rendelkeznek, ezáltal hagyományos technológiával nehezen megmunkálhatóak. Ilyen például a hűtéshez szükséges belső csatorna kiképzése. Sokszor finom hálós szerkezetek, vékony falak létrehozására használják az eljárást.
De mi a helyzet azokkal az alkatrészekkel, amelyek funkcionális prototípusok, vagy végfelhasználású alkatrészek, amelyek magas hőnek, illetve mechanikai terhelésnek vannak kitéve?
A kompozitok erősítőanyagai közül a szénszál kiemelkedik kis sűrűsége, nagy húzási rugalmassági modulusa és szakítószilárdsága miatt.
Szénszállal erősített polimerek lehetnek folyamatos,- és rövidszálas kompozitok, amelyek különböző előnyöket kínálnak.
Érdemes ezen anyagokat külön-külön is áttekinteni.
RÖVIDSZÁLAS SZÁLERŐSÍTÉS
A rövidszálas technológia alkalmazásának fő oka az alkatrész mechanikai tulajdonságának javítása.
A 3D nyomtatás során a bázispolimerhez kevert, rövidre vágott szénszálak, a nyomtatás teljes térfogatában segítik a hővezetést. Ekkor a nyomtatott alkatrészen belül csökken hőkülönbség, melynek köszönhetően a zsugorodás.
A legtöbb szálhúzásos technológiával feldolgozható alapanyagból elérhető szénszál, vagy üvegszál által dúsított kivitel, is melyek alkalmazása során kimagaslóan tudjuk javítani a bázispolimer tulajdonságait.
FOLYAMATOS SZÁLERŐSÍTÉS
A folyamatos szálerősítéses nyomtatás áll a legközelebb a hagyományos kompozit gyártáshoz. A magas szakítószilárdságú szénszál és az alkalmazásnak megfelelő tulajdonságú mátrix anyaggal kombinálva kiváló alternatívája lehet akár fém alkatrészek kiváltására is.
Természetesen ehhez az alkatrész tervezésénél figyelembe kell venni a nyomtatás technológiájának sajátosságait. Amennyiben ezeknek a követelményeknek megfeleltettük az alkatrészünket, úgy drasztikus eredményeket érhetünk el gyártási idő csökkenését tekintve.
Az alkatrészek fejlesztési ciklusa jelentősen csökkenthető, a költséges és időigényes szerszámgyártás elhagyásával, valamint emberi munkaerő minimalizálásával.
ÚJ TRÓNKÖVETELŐ?
Rövid idő alatt népszerűvé váltak a kompozit technológiák, ami nem is csoda, hiszen ezzel az eljárással -több más előnye mellett könnyű, ellenálló alkatrészek jöhettek létre.
Ezzel a technológiával készült alkatrészek széleskörű elterjedését az eljárás és az alapanyag magas ára gátolta.
A kompozit 3D nyomtatás költséghatékonyabb alternatívája lehet és emellett alkalmazás- és terhelésspecifikusan tudjuk elhelyezni a nyomaton belüli erősítő szálakat.
Bár az autóipari szegmensben továbbra is vitathatatlanul a fröccsöntés dominál, azért számos innovatív megoldási lehetőséget hozott a 3D nyomtatott szénszál-erősített polimerek megjelenése.
PICASO 3D
Az autóipari additív gyártást a folyamatos kutatások és innováció jellemzik, így ebben a szegmensben mind a technológiára, mind az innovációra összpontosító gyártóra van szükség.
A Picaso 3D egy ilyen vállalat. Elkötelezve a 3D nyomtatók fejlesztése iránt, olyan mérnökökkel a csapatában, akik a legmagasabb minőségre törekednek.
A Picaso 3D által gyártott nyomtatók nemcsak a legprecízebb FDM 3D nyomtatók, hanem kiemelkedőek a rövidszálas kompozit alapanyagok nyomtatásában, amely gépek használata mellett a 3Dee csapata is döntött.
A Picaso kompozit 3D nyomtatóinak hazai forgalmazója a 3Dee Technologies Kft. (3dee.hu)