بهترین بخش صحبت با کاربران نهایی واقعی تولید مواد افزودنی این است که به ما کمک می کند دقیقاً بفهمیم فرصت ها و امکانات این فناوری انقلابی چیست. نقطه ضعف آن این است که ما همیشه آنچه را که دوست داریم نمی شنویم. این اغلب در صنعت خودرو اتفاق می‌افتد، جایی که استفاده از AM نه تنها ادغام شده است، بلکه از نظر نمونه‌سازی، ابزارآلات، ورزش‌های موتوری و یک‌بار پررونق است، اما همچنین از نظر بسیار محدود (یا بهتر بگوییم وجود ندارد) است. تولید انبوه دیجیتال مستقیم دکتر ارهارد برندل، رئیس مرکز آئودی AM تأیید می‌کند: «تولیدکنندگان سخت‌افزار AM مایلند شرکت‌های خودروسازی استفاده خود از AM را به تولید مستقیم افزایش دهند، اما هزینه‌های آن هنوز با تولید سنتی بسیار دور است. به گفته وی، امکاناتی که تولید مواد افزودنی از نظر توسعه نسل جدید خودروها ارائه می دهد، در حالی که ما به سمت برقی شدن کامل می رویم، تقاضای زیادی برای قطعات پرینت سه بعدی در آئودی ایجاد می کند.
دکتر برندل می‌داند که AM واقعاً کجا می‌تواند مزایایی به همراه داشته باشد. او از سال 2007 که به عنوان دکتری شروع به کار کرد، با تولید مواد افزودنی کار می کند. دانشجوی ایرباس در ساخت افزودنی های فلزی. در سال 2012 او به آئودی نقل مکان کرد تا در بخش تولید کار کند تا اینکه در سال 2019 نقش رئیس مرکز تولید مواد افزودنی را بر عهده گرفت. «در نقش‌هایم در آئودی، شروع به نگاه کردن به AM از دیدگاه یک کاربر نهایی کردم. بنابراین، دیگر مهم نبود که تکامل فناوری را به اندازه استفاده از آن برای ساخت قطعات، هدایت کنیم.»
مرکز آئودی AM، واقع در مرکز مرکزی آئودی در اینگولشتاد، جایی است که پرینت سه بعدی تقریباً همه قطعات – از جمله تمام قطعات فلزی – برای تمام آئودی انجام می شود. تیم دکتر برندل به تمام نیازهای AM از بخش‌های توسعه و تولید پاسخ می‌دهد و مطمئن می‌شود که قطعات پرینت سه بعدی خود را به موقع دریافت می‌کنند. آنها همچنین به عنوان یک مشاوره داخلی عمل می کنند و با پیشرفت های سریع بازار تولید افزودنی از نظر مواد و کاربردهای جدید همگام هستند.
آئودی چگونه از پرینت سه بعدی استفاده می کند؟
آئودی بیش از 20 سال است که از پرینت سه بعدی دیجیتال در فرآیندهای تولید استفاده می کند. در اصل، این فرآیند عمدتاً برای تولید مدل های بصری استفاده می شد. در سال های اخیر، سهم قطعات ایجاد شده با استفاده از فناوری برای ابزارهای تولیدی خود شرکت و مدل های خودرو به طور قابل توجهی افزایش یافته است. در این بین، پلاستیک و فلز توانایی تولید قطعات بزرگتر و بزرگتر را پیدا کرده اند.
دکتر برندل توضیح می‌دهد: «محدوده‌ای فیزیکی با افزایش مقیاس در تولید افزودنی‌ها وجود دارد، زیرا در حالی که می‌توانید قطعات بزرگتر را در یک مرحله بسازید، ممکن است همیشه کارآمد نباشد.» ما قطعات بسیار بزرگ، حتی ضربه گیرها را عمدتاً با مونتاژ اجزای مختلف در کنار هم می سازیم.
تعدادی از صلاحیت ها و منابع مختلف برای توسعه و تولید فنی در سایت Ingolstadt، جایی که مرکز AM در آن قرار دارد، گرد هم آمده است. اینجاست که جستجوی فناوری و توسعه برنامه های کاربردی جدید با بخش های مختلف انجام می شود. دومین مرکز برتری برای چاپ سه بعدی با استفاده از اکستروژن فیلامنت پلاستیکی وجود دارد که در سایت Neckarsulm قرار دارد. در همکاری نزدیک با Production، متخصصان پرینت سه بعدی در آنجا وسایل کمکی مونتاژ سفارشی طراحی می کنند که کار را ارگونومیک تر می کند. اگر کارمندان ایده های بهینه سازی دارند، می توانند به سادگی با مرکز چاپ سه بعدی داخلی تماس بگیرند.
دستگیره های درب چاپ شده توسط مدل های چند جت
آئودی همراه با یک استارت آپ از برلین، نرم افزاری را توسعه داده است که زمان مورد نیاز برای طراحی دستگاه های پیش مونتاژ را تا 80 درصد کاهش می دهد. یک طرح معمولاً تمام چیزی است که مورد نیاز است و قسمت مورد نظر تنها در چند ساعت در دسترس است. چاپ سه بعدی برای اولین بار در آماده سازی برای تولید حجم بالای آئودی e-tron GT1 گنجانده شد. امروزه بیش از 160 ابزار چاپی مختلف در این مکان مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از اینها، برای مثال، در پیش مونتاژ کمپرسورهای تهویه مطبوع و همچنین خطوط خنک کننده استفاده می شود. کمک مونتاژ با یک گیره داخلی در داخل طراحی شده است و همه اجزا را در موقعیت دقیق نگه می دارد.
توسعه آینده خودرو امروز
دکتر برندل به ما می‌گوید، همراه با این ابزارها، «کسب و کار نمونه‌سازی تا حد زیادی بیشترین تقاضا را نشان می‌دهد». “این یک منطقه تمرکز اصلی برای ما است زیرا ما در حال گذار به برق، دیجیتالی شدن و پایداری هستیم. اینها تغییرات عمده ای هستند و به این معنی است که ما باید به سرعت خانواده های کامل خودروهای جدید را توسعه دهیم.” هر قطعه ای که ساخته می شود چندین بار تکرار می شود زیرا قبل از نهایی شدن باید با چندین نسخه بهینه شود. دکتر برندل توضیح می دهد: «تولید افزودنی جعبه ابزاری است که به ما کمک می کند قطعات جدید را سریعتر بسازیم. «در گذشته، مردم واقعاً تولید مواد افزودنی را نمی‌دانستند. اکنون آنها واقعاً تشنه استفاده از این فناوری هستند زیرا واقعاً احساس می‌کنند که می‌تواند چالش‌های واقعی را که در تجارت روزانه با آنها روبرو هستند حل کند.»
مرکز چاپ سه بعدی فلزی در اینگولشتات در تولید قطعات پیچیده فولادی و آلومینیومی و همچنین درج هایی برای شکل دادن به ابزارهایی با وزن چندین تن، به عنوان مثال برای فشار دادن قطعات بدنه خودرو یا ریخته گری، تخصص دارد. اینها از پودر فلز با استفاده از فرآیند ذوب لیزری تولید می شوند. این امر اجرای طرح‌های غیرمعمول را آسان‌تر می‌کند زیرا چاپ سه بعدی از آزادی هندسی بیشتری نسبت به هر فرآیند تولید دیگری پشتیبانی می‌کند. این یک مزیت عمده برای قطعاتی مانند درج ابزار با کانال های خنک کننده نزدیک به لبه است.
دکتر برندل تأیید می‌کند: «ابزارهای ساخته شده به‌ویژه ابزارهای فلزی برای شکل‌دهی گرم قطعات پلاستیکی، نشان‌دهنده یک امر جدی است. ما با فولاد و آلومینیوم در چندین دستگاه PBF فلزی مختلف از جمله EOS و SLM Solutions شروع کردیم. ما همچنین پارامترهای خود را توسعه دادیم. این یک تجارت در حال اجرا با موارد تجاری اثبات شده است زیرا در نهایت، همه چیز در مورد تجارت است. اگر ارزش افزوده، کاهش هزینه یا مزیت مشهود دیگری از نظر زمان و دستاوردهای کیفی وجود نداشته باشد، ما این کار را انجام نخواهیم داد.»
به عنوان مثال، چیزی که آئودی در آینده قابل پیش بینی برای آن از AM استفاده نخواهد کرد، سفارشی سازی مشتری محور است. دکتر برندل تأیید می کند: «ما اکنون می دانیم که مشتریان قطعات پرینت سه بعدی را نمی خواهند، بلکه راه حل می خواهند. پرینت سه بعدی ابزار سفارشی سازی نهایی است، اما ما می دانیم که در نهایت، مشتری نمی خواهد یک طراح باشد: او می خواهد گزینه های مختلفی را پیکربندی کند که به معنای شخصی سازی است، اما نه در سطح ساختاری که AM می تواند انجام دهد. حتی از نظر سبک وزن، مزایای AM برای توجیه هزینه قطعات کافی نیست.
تسریع در تولید
بنابراین، تولید مواد افزودنی مستقیم چیزی نیست که آئودی به عنوان بخشی از استراتژی خود در آینده نزدیک آن را هدف قرار دهد، اگرچه دکتر برندل تأیید می کند که وجود گروه بزرگی مانند فولکس واگن با همکاری یکدیگر بر روی یک استراتژی پلت فرم برای AM شرکت های مختلف را قادر می سازد تا یاد بگیرند. از پیشرفت های دیگر شرکت های گروه. در مجموع این منجر به تولید تعداد بسیار زیادی از قطعات در چندین فناوری مختلف AM می شود و در حالی که تولید سری هنوز فاصله زیادی دارد، AM امکان توسعه قطعات پیچیده تر را در کل گروه فراهم می کند.
دسته‌هایی که به صورت افزودنی در آئودی تولید می‌شوند می‌توانند به اندازه 300 یا 400 قطعه باشند و برای پروژه‌های خاص، از مدل‌های مفهومی گرفته تا ورزش‌های موتوری استفاده می‌شوند، آئودی اخیراً اعلام کرده است که وارد دنیای فزاینده AM فشرده فرمول 1 خواهد شد. دکتر برندل تأیید می کند، اما AM برای استفاده در صنعت خودروسازی گسترده تر برای قطعات نهایی بسیار گران است. قیمت هر قطعه باید به طور چشمگیری کاهش یابد و در قسمت فلزی، به دلیل عوارض اضافی ناشی از حذف ساختارهای پشتیبانی، حتی دورتر است.
در حالی که پلاستیک‌ها ممکن است فرصت‌های فوری‌تری را ارائه دهند، دکتر برندل معتقد است که پلیمر AM نیز باید هزینه‌ها را به شدت کاهش دهد تا بپذیرد. او می‌گوید: «اگر آن را با قالب‌گیری تزریقی مقایسه کنیم، قیمت قطعات AM باید بین 100 تا 200 برابر کاهش یابد. برخی از بهینه‌سازی‌ها را می‌توان از طریق بهبود گردش کار و اتوماسیون پیاده‌سازی کرد، اما با وجود این، از سطح تولید انبوه بسیار فاصله دارد.
این چیزی نیست که آئودی به تنهایی بتواند انجام دهد و دقیقاً به همین دلیل است که این شرکت به عنوان یک شریک به کنفرانس AMTC و به عنوان یکی از بنیانگذاران باواریا AM Cluster پیوست. دکتر برندل می‌گوید: «ما باید شراکت‌ها و شبکه‌ای قوی ایجاد کنیم تا تمام این محدودیت‌های AM را برطرف کنیم.