Otomobil üreticileri, tedarikçiler ve bir dizi yenilikçi teknoloji şirketi araç üretimini üçüncü boyuta taşımanın yeni yollarını buldukça, otomobil ve kamyonların montaj hatlarında yılan gibi kıvrılırken üretilmesi fikri 2024 yılına ait gibi görünebilir.

Katmanlı üretim olarak da bilinen 3D baskının kullanımı ve gelişimi, daha hafif, daha güvenli ve daha yaratıcı araçları uygun maliyetle üretme zorluğu daha acil hale geldikçe hızlanıyor.

Araştırma şirketi Skyquestt tarafından hazırlanan bir rapora göre, küresel otomotiv katmanlı üretim pazarının 2022’de 2,05 milyar dolardan 2030’a kadar 11,26 milyar dolara çıkması bekleniyor.

Otomobil üreticileri yıllardır prototiplerin oluşturulmasını hızlandırmak, seçilen parçaları yeniden tasarlamak ve belirli bileşenleri değiştirmek için 3D baskıyı benimsedi.

Ancak eski adı Üretim Mühendisleri Derneği olan SME’nin CEO’su Robert Willig’e göre sektör artık prototipler için katmanlı üretimi kullanmanın ötesine geçerek bazı mevcut araçlarda düşük hacimli, özelleştirilmiş 3D baskılı trim parçaları üretiyor ve kullanımını genişletmek istiyor.

Willig bir röportajında, “Otomobil endüstrisi daha hafif odaklı hibrit ve hatta elektrikli araç platformlarına doğru ilerlerken, katmanlı üretim bu konuda çok iyi bir rol oynuyor çünkü verimli tasarımlar yaratmanın gerçekten etkili yollarını sunuyor” dedi. “Daha önce üç parçaya ihtiyaç duyabileceğiniz için tasarımı optimize edip tek parça haline getirebilir, daha verimli hale getirebilir ve malzemeyi ihtiyaç duyduğunuz yere koyabilirsiniz; böylece daha hafif, daha güçlü ve daha esnek olur.”

3D baskının bundan sonra nereye gideceği, SME tarafından Haziran ayı sonunda Los Angeles’ta düzenlenen yıllık RAPID + TCT katmanlı üretim fuarında sergilendi ve plastiklerden kompozitlere ve metallere kadar değişen yeni süreçler ve malzemeler vurgulandı.

Toyota Motor Kuzey Amerika’da katmanlı üretim mühendisi olan Dallas Martin, e-posta yoluyla yapılan bir röportajda, “Buna bir örnek, gelişmiş malzemeler kullanılarak yüksek mukavemetli, hafif bileşenlerin geliştirilmesidir” dedi. “Bu bileşenler dayanıklılık ve yakıt verimliliği gibi araç performans ölçütlerinde kayda değer gelişmeler göstermiştir. Ayrıca, 3D baskıyı takım ve aparat üretimine entegre etmemiz üretim hattı verimliliğini ve esnekliğini artırdı.”

Martin, Toyota’nın toz yatağı veya Stratasys’in seçici emilim füzyonu) teknolojisini benimsemesinden özellikle heyecan duyduğunu, bunun karmaşık parçaların büyük ölçekte üretiminde yüksek düzeyde güvenilirlik ve tekrarlanabilirlik ile büyük hacimli üretim için önemli fırsatlar sunduğunu söyledi.

Hayır, artık sadece plastik veya kompozitlerden basılan parçalar değil. Nikon SLM Solutions, lazer güç yatağı füzyon işlemi olarak bilinen yöntemi kullanarak metal parçaların 3D baskısı için bir süreç geliştirdi.

Bir parça için bir tasarım oluşturulduktan sonra yazılım tarafından binlerce katmana dilimlenir ve 3D yazıcıya gönderilir.

Nikon SLM’nin ticari müdürü Charlie Grace bir röportajında; “Lazerler daha sonra bunları esasen lazerler kullanarak kaynaklayarak katman katman bir katman oluşturacak, böylece siz onu elde edene kadar aşağı inen bir toz katmanımız olacak. Bu sayede en ince ayrıntıyı ve malzemenin mükemmel yoğunluğunu elde edersiniz” diye açıklıyor.

Grace, bir zamanlar ağırlıklı olarak prototipler için kullanılan Nikon SLM sürecinin artık güç aktarma organları, gövde ve şasi bileşenlerinin yanı sıra takımlar da ürettiğini söylüyor.

Divergent Technologies tarafından, bir röportajda kurucu ortak ve COO Luke Czinger tarafından müşterilerin otomotiv, havacılık ve savunma uygulamaları için karmaşık yapıları tasarlamasına, katkılı olarak üretmesine ve otomatik olarak monte etmesine olanak tanıyan “otomatik tasarım yazılımı” olarak tanımlanan Divergent Adaptive Production System (DAPS) aracılığıyla tasarlanan bileşenleri üretmek için kullanılıyor.

Czinger’e göre Divergent şu anda aralarında Mercedes-Benz, Aston Martin, Bugatti ve McLaren’in de bulunduğu altı otomobil üreticisiyle çalışıyor ve ağırlıklı olarak süspansiyon ve destek bileşenlerini 3D olarak basıyor.

“Czinger şöyle konuştu: “Gerçekten de katma değeri en yüksek olan ve aynı zamanda düşük hacimli bu markalarla başladık, böylece daha düşük bir ölçekle destekleyebilecektik. McLaren’ler, Aston Martin’ler, kütleden %20, %30 tasarruf ederek, bu yüzlerce birimi ya da tek haneli binlerce birimi üreterek, ancak daha sonra bunların her biri bu şemsiye içinde daha büyük bir markaya genişleyerek, bu markaları vurabiliriz. Yani Bugatti sizi VW Grubunun geneline götürüyor ve bundan beş, altı, yedi yıl sonra aynı teknolojiyle yılda yüz binlerce adetlik araçlar yapmayı umuyoruz.”

Czinger’e göre şirketin teknolojisi “güç aktarma organlarından bağımsız” ancak Divergent, elektrikli araçların performansını artırmak için 3D baskılı malzemelerin özelliklerini kullanmaya, çeşitli şirketlerle çalışmaya ve kardeş şirketi Czinger Vehicles aracılığıyla hibrit-elektrikli bir hiper otomobil üretmeye odaklanmış durumda.

Czinger, “EV hikayesi menzil açısından zorlayıcı, eğer şasi yapınızda %20 ila %30 oranında kütle tasarrufu sağlayabilirseniz ya menzili artırabilir ya da paket boyutunu azaltabilirsiniz” dedi. “Tipik olarak bu düşük maliyetli elektrikli araçlar için en azından bu, o işin karlılığı için gerçekten anlamlıdır. Bir de sürdürülebilirlik kısmı var. Daha hafif bir araç üretiyorsanız, daha az lastik aşınması yaşayacaksınız, ancak aynı zamanda üretim sürecinde daha az alüminyum ve daha az CO2 kullanacaksınız.”

Nikon SLM’den Grace, “Şirketler aşağıdan yukarıya tasarım çalışmaları yaparken ve gerçekten sıfırdan bir şeyler tasarlarken ve mühendislere tasarım özgürlüğünün esnekliğini verirken, bulduğumuz şey, güç aktarma organları için braketler gibi parçaların verimli bir şekilde tasarlanabileceği ve böylece bunları monte etmek zorunda kalmayacağınızdır. Montaj için ek somun ve cıvatalarınız yok, bu da elbette malzemenin hafifliğine katkıda bulunuyor” diye ekledi.

SME’den Willig, 3D baskının ağır şaftlar, akslar ve dişliler gibi ağır dövme bileşenlerin üretimi için henüz yeterince ilerlemediğini, ancak bu teknolojinin gelecekte bunu yapacak kadar gelişmeyeceği anlamına gelmediğini belirtiyor.

3D yazıcılar giderek daha fazla sayıda otomotiv parçası üretiyor olsa da, Willing bunların geleneksel montaj hattının yerini tamamen alacağına inanmıyor ve şu tahminde bulunuyor: “Yazıcılardan başka bir şey olmayan devasa bir fabrika hayal etmiyorum ve burada bir şey yazdırdığımızı, daha sonra işlenmek üzere buraya gideceğini ve sonra burada cıvatalanacağını ve hepsinin büyük bir fırsat olduğunu hayal ediyorum.”

 

KAYNAK: https://www.forbes.com/sites/edgarsten/2024/07/10/3d-printing-takes-on-new-automotive-dimensions/