V svetu, kjer avtomobilska industrija zahteva nenehne inovacije, se podjetje Brose uveljavlja kot pionir pri uporabi 3D tiskanja za razvoj, testiranje in proizvodnjo avtomobilskih komponent. Kot eden izmed največjih družinskih dobaviteljev avtomobilske industrije, Brose z naprednimi SLA in SLS tehnologijami uspešno obvladuje zahteve proizvajalcev originalne opreme (OEM), kot so BMW, Volvo in Mercedes.
Od zgodnjega prototipiranja v manjših serijah do množične proizvodnje končnih delov, 3D tiskanje podjetju omogoča izjemno fleksibilnost, hitrost in stroškovno učinkovitost. S tem pristopom ne le pohitrijo razvojne cikle, temveč zmanjšajo odpadke in optimizirajo dobavne verige. Njihova izkušnja jasno kaže, kako lahko sodobna tehnologija oblikuje prihodnost mobilnosti.
Ko prototipiranje preseže enkratne izdelke
Prototipiranje predstavlja eno izmed najbolj razširjenih in primernih aplikacij za 3D tiskanje. Podjetje Brose uporablja različne tehnologije, vključno z FDM, SLA in SLS 3D tiskalniki, pri čemer obseg prototipov običajno presega pričakovano in znaša od 500 do 1000 kosov. Takšen obseg je potreben za izvedbo številnih testiranj v skladu z notranjimi, zunanjimi in zveznimi standardi, kar pogosto zahteva tudi do 800 enot za en sam prototip.
Primer: gumijasti blažilec za nastavitev dolžine sedeža
Ti prototipi so majhni blažilci, izdelani za zmanjšanje zvoka in občutka udarca kovinskega sklopa ob okvir sedeža. Za naročilo iz tujine je bila potrebna minimalna količina naročila nekaj milijonov, zato sta jih Schulz in njegova ekipa za testiranje natisnila na tiskalnikih Form 4.
Za enega od projektov je bila razvita silikonska blažilna komponenta, ki se integrira v sedežno konstrukcijo z namenom zmanjševanja hrupa in izboljšanja občutka premikanja. Serijski dobavitelj iz tujine je zahteval minimalno količino v milijonih, čeprav je bilo za testiranje potrebnih le nekaj sto kosov. Namesto naročila je Brose izkoristil obstoječo CAD datoteko in komponente natisnil na napravi Form 4, pri čemer je bil celoten proces zaključen v enem tednu, s čimer so bili čas in stroški občutno zmanjšani.
Združevanje SLA in SLS za kompleksne prototipe
Pri zahtevnejših komponentah večjih dimenzij in količin, podjetje uporablja tri Fuse Series SLS tiskalnike. SLS tehnologija omogoča tiskanje celotnih serij naenkrat, ker ne potrebuje podpornih struktur, mehanske lastnosti sintranega najlona pa tehnologijo naredijo idealno za končne komponente.
V enem izmed projektov so bile kombinirane SLA in SLS tehnologije za tisk vzmetne podloge za sedež. Fleksibilni prosojni deli so bili natisnjeni z Durable Resin na SLA tiskalnikih, cevne povezave pa z Nylon 12 GF Powder na SLS tiskalnikih. Vsaka podloga je vsebovala devet 3D natisnjenih komponent (šest SLS in tri SLA dele), celotno testno serijo pa je sestavljalo 150 sklopov. Znotraj lastne proizvodnje so bili vsi deli zasnovani, izdelani in preizkušeni brez zunanjih izvajalcev ali orodij. SLA deli so bili nameščeni v nepopolnoma utrjenem stanju (“green state”) in nato naknadno utrjeni na konstrukcijo.
Ta podloga za vzmetenje sedeža ima tako dele SLA (Durable Resin, prosojen material) kot dele SLS (Nylon 12 GF Powder, temno siv material). Za testiranje je bilo potrebnih 150 teh celotnih sklopov, vključno z 900 deli SLS in 450 deli SLA.
3D tisk kot proizvodno orodje
Aditivna proizvodnja se ne uporablja več zgolj za prototipiranje, temveč je integrirana v vse oddelke v okviru pobude “Plant Goes Additive”, ki je bila uvedena leta 2022. Ker je avtomobilska proizvodnja strogo regulirana in neprekinjena, je vsaka faza optimizirana glede na varnost, učinkovitost in kakovost.
Pripomočki za robotsko varjenje – izdelani še isti dan na Form 4L
Kovinski deli so ključni v vseh fazah avtomobilske proizvodnje. V obratu Brose North America sta dva varilna robota odgovorna za izdelavo sedežnih prototipov različnih produktnih linij, kar zahteva pogoste menjave varilnih parametrov. Kovinski prototipi pogosto niso dostopni ob pravem času, zato se uporabljajo 3D natisnjeni nastavki kot cenovno ugodna in hitra alternativa.
Na Form 4L z materialom Fast Model Resin so bili veliki nastavki za robotsko varjenje natisnjeni v manj kot dveh urah in nameščeni na robota v manj kot eni uri. Kosi, razdeljeni na štiri dele, so skoraj zapolnili celoten volumen tiskanja. Kljub velikosti je bil tisk končan v manj kot dveh urah, po pranju in strjevanju pa je bil pripomoček nameščen na robota le 45 minut pozneje.
Končni konektorji znižujejo stroške obratovanja v tovarni Brose New Boston
V obratu New Boston se 3D tisk izkorišča za izdelavo prilagojenih proizvodnih pripomočkov. Po temeljitem testiranju ti pripomočki prispevajo k zmanjšanju odpadkov, skrajšanju časov montaže in izboljšanju zanesljivosti naprav. Magnetni konektorji, zasnovani za avtomatsko odklopitev brez poškodb, prispevajo k manjšemu obrabljanju strojev, hitrejšim popravilom in manjšim izpadom proizvodnje.
Ta končni konektor (EOL) je bil nameščen v zadnji fazi postopka sestavljanja sedeža. Ko tehnik priključi okvir sedeža na električno omrežje in opravi končni pregled, ga odstrani, da se premakne v naslednjo fazo postopka. Tehniki pogosto pozabijo na električno povezavo in pri odstranjevanju sedeža pretrgajo kabel, kar povzroči nekaj sto dolarjev škode na montažni liniji in zaustavi proizvodnjo.
Serijska proizvodnja končnih avtomobilskih delov z uporabo 3D tiskanja
Sestavni deli za sedež BMW X7 (Nylon 12 GF Powder)
Avtomobilska industrija se je v zadnjih petih letih izjemno hitro razvijala. Pojav električnih vozil (EV), večje povpraševanje po prilagojenih funkcijah ter negotovosti v dobavnih verigah so spodbudili proizvajalce originalne opreme (OEM), da so začeli intenzivneje vlagati v aditivno proizvodnjo kot zanesljivo alternativo klasičnim metodam.
Podjetje Brose uporablja 3D tiskanje kot cenovno ugodno in hitro alternativo tradicionalnim proizvodnim metodam. Kadar proizvajalec originalne opreme (OEM) naroči nov del ali spremembo obstoječega, ki ga ni mogoče pravočasno obdelati z orodji in izdelati v velikih količinah, Brose najprej oceni, ali je 3D tiskanje primerno. Ključni korak v tem procesu je vzvratno inženirstvo, pri katerem pogosto skenirajo obstoječe komponente ali njihove prejšnje verzije ter še isti dan izvedejo spremembe v CAD-programu in natisnejo posodobljen izdelek.
Primer takšnega pristopa predstavlja Bowden Release (sprožilec Bowden), za katerega bo podjetje natisnilo 20.000 kosov s pomočjo Fuse Series SLS 3D tiskalnikov in jih vključilo v končni sklop avtomobilskih sedežev za priznanega OEM naročnika.
SLS tehnologijo podjetje izvaja z napravo Formlabs, ki je neposredno vključena v lastne proizvodne obrate. Ta tehnologija omogoča hitro 3D tiskanje z manj potrebnega naknadnega obdelovanja kot SLA, poleg tega pa omogoča tiskanje večjih serij — kar je bistveno za izdelavo končnih komponent za OEM stranke.
Flota treh Fuse Series SLS tiskalnikov deluje neprekinjeno in se uporablja za proizvodnjo prototipov, proizvodnih orodij ter stotine tisoč končnih komponent. Za tiskanje uporabljajo material Nylon 12 GF Powder, ki zagotavlja visoko dimenzijsko natančnost in ima fizikalne lastnosti, ki so primerljive z brizganim najlonom — tudi pri večjih količinah. Po vsaki seriji se opravi le 15-minutni osnovni servis naprave Fuse 1 ali Fuse 1+ 30W, kar omogoča nemoteno in učinkovito proizvodnjo.
Od 0 do 60: 3D tiskalniki pospešujejo avtomobilski razvoj
Podjetje Brose s svojo napredno in celovito uporabo 3D tiskanja dokazuje, da se aditivna proizvodnja razvija iz orodja za prototipiranje v zanesljivo platformo za množično izdelavo končnih avtomobilskih komponent. Z uvajanjem SLA in SLS tehnologij v vsakodnevne proizvodne procese uspešno zmanjšuje stroške, pospešuje razvojne cikle in krepi prilagodljivost znotraj strogo regulirane avtomobilske industrije. Njihovi praktični primeri, kot so hitro natisnjeni pripomočki za robotsko varjenje in kompleksne komponente za avtomobilske sedeže, kažejo, da 3D tisk ni le tehnološka dopolnitev — temveč ključen element v strateški preobrazbi avtomobilske proizvodnje. Brose tako postavlja nove standarde v digitalni transformaciji mobilnosti.
Vir: https://formlabs.com/eu/blog/brose-sla-sls-bolster-automotive-production/