3D-печать элементов салона автомобилей

В статье разберем:

• Что можно напечатать?
• Почему стоит выбрать именно 3D-печать?
• Как выбрать технологию под задачу?
• Где взять 3D-модель?
• Примеры из практики.

Что печатают

Замена деталей, вышедших из строя

С помощью 3D-печати автомобильные дизайнеры изготавливают точные копии как отдельных кнопок, заглушек, ручек, так и целых приборных консолей, акустических систем, дверных панелей. В качестве материалов используют как различные виды пластика, так и металлические порошки.

К 3D-печати часто прибегают, чтобы заменить снятые с производства детали. Если на рынке сложно найти, например, пластиковое крепление уплотнителя для двери, то с помощью 3D-сканирования и 3D-печати можно сделать деталь по сохранившемуся образцу.

Как 3D-технологии помогают в импортозамещении деталей для региональной промышленности >>

На фото ниже — пример изготовления заглушек для автомобиля Toyota Fortuner. Так как оригинальные детали невозможно найти в продаже, пришлось прибегнуть к 3D-печати для создания новых по имеющемуся образцу. Был использован износостойкий материал PETG для печати по технологии FDM.

Разработка новых элементов салона с уникальными характеристиками

Компания JK Automotive Designs (США) получила заказ разработать полноценный интерьер для Ford Roadster 33. Дверная панель потребовала нетрадиционного подхода, так как дверь имела сложную конструкцию, из-за которой измерять ее привычными методами было бы слишком дорого и сложно.

Команда оцифровала дверь с помощью 3D-сканера Creaform, провела ее реверс-инжиниринг, задала необходимые параметры детали и напечатала ее на 3D-принтере BigRep STUDIO G2.

Перед австралийской компанией 3D Prototypes and Models стояла задача помочь в быстрой разработке пластикового крепления для радиоприемника на приборной панели вездехода. Ранее автомобиль был модифицирован, поэтому существующее крепление больше не подходило.

Традиционный процесс изготовления подобной детали может занимать несколько месяцев и стоить тысячи долларов. С помощью 3D-технологий его удалось сократить до чуть более 7 недель при незначительных затратах. Чтобы сделать крепление устойчивым к солнечному излучению и высоким температурам, специалисты использовали для 3D-печати ABS-пластик.

Почему именно 3D-печать?

Штучные вещи на заказ, причем не по цене самого автомобиля

Многие студии тюнинга и дизайна используют 3D-сканеры и 3D-принтеры, чтобы создавать уникальные вещи для своих клиентов. Так хабаровская студия Avtozvuk-dv с помощью 3D-технологий проектирует и печатает корпуса сабвуферов, дверных подиумов и карманов, а так же других элементов салона.

На фотографиях ниже — разработанный студией корпус для сабвуфера в Lexus UX и проект подиумов для высокочастотной акустики в Honda Odyssey. Все элементы были сделаны с помощью 3D-принтеров разных технологий.

Быстрее, чем литье и другие технологии

3D-печать позволяет получить прототип в течение дня, сокращая время между идеей и конечным продуктом. При высокой скорости изготовления деталей 3D-технологии обеспечивают метрологическую точность параметров.

Возможность значительно сэкономить

Это также несомненный плюс 3D-печатныхдеталей. Особенно если речь идет об элементах интерьеров ретро-автомобилей или запчастях, поставляемых через параллельный импорт.

Легкость и прочность изделий

Еще одним важным преимуществом 3D-напечатанных деталей является их легкий вес без ущерба для долговечности. Такие материалы, как полимеры, армированные углеродным волокном, обеспечивают высокую прочность при минимальном весе.

Еще пример. Крышка приборной панели была изначально сделана из дерева. Чтобы не прибегать к поискам оригинального материала и его дорогостоящей обработке, деталь после лазерного сканирования и моделирования распечатали на 3D-принтере и покрыли кожей.

Какие технологии используют и для чего

FDM — прочные изделия из пластика

Для создания элементов автомобильных интерьеров часто используется самая популярная технология 3D-печати — FDM (Fused Deposition Modeling). Суть технологии — в послойном наращивании изделия из расплавленных инженерных пластиков.

Преимущества FDM-изделий

• высокая прочность;
• большой выбор материалов с различными свойствами;
• низкая себестоимость изделий по сравнению с другими технологиями;
• устойчивость изделий к высоким температурам, воздействию химикатов и нагрузок;
• широкие возможности постобработки (шлифовка, покраска и т.д.).

Что печатают?

Дверные ручки, центральные консоли, модифицированные зеркала, крепления, корпуса для динамиков и многое другое.

SLA — высокоточные мастер-модели и прототипы

Технология SLA (лазерная стереолитография) — это печать фотополимерными смолами, которые отверждаются лазером.

Преимущества SLA

• качественная проработка мелких деталей;
• гладкие поверхности;
• большой выбор материалов (прочные, прозрачные, выжигаемые и т.д.).

Что печатают?

Изделия с очень гладкой поверхностью, очень точными размерами и большим количеством деталей. SLA-изделия обычно используются в качестве литейных мастер-моделей или прототипов для проверки собираемости/функциональности. Также SLA — хорошее решение для декоративных элементов салона с высокими эстетическими требованиями.

В студии тюнинга Avtozvuk-dv используют технологию SLA для печати изделий с высокой детализацией. Например, был сделан комплект декоративных колпачков для литья. Такие детали практически не требуют постпечатной обработки.

SLS — сложные детали с уникальными свойствами

Технология SLS (Selective Laser Sintering) основана на послойном спекании порошковых материалов (полиамиды, пластики) с помощью луча лазера.

Преимущества SLS

• Прочность выше, чем у FDM, а геометрия может быть сложнее.
• Широкий выбор материалов.
• Легкая постобработка.

Что печатают?

Воздуховоды, приборные панели, элементы акустических систем, элементы сидений.

На видео ниже компания Sintatrec (ведущий швейцарский поставщик решений для SLS) показывает, как удалось заменить защелку крышки центральной консоли SLS-деталью.

Где взять 3D-модель печати?

Чтобы отправить на 3D-печать элемент салона автомобиля, нужно получить его 3D-модель. Для этого обычно используют 3D-сканер. Современные сканеры максимально точно и быстро измеряют изделия и поверхности любых размеров и форм, захватывают текстуру, цвет, мелкие детали, геометрические узоры, отверстия, кривые, сложные края и т.д.

С помощью 3D-сканера можно:

• тщательно изучить объект, не разбирая его на части;
• провести измерения гораздо быстрее по сравнению с традиционными инструментами;
• точно зафиксировать геометрию самых сложных поверхностей и деталей;
• визуализировать будущий элемент, понять, впишется ли он в общий дизайн автомобиля.

Полученные данные импортируются в ПО, которое позволяет как угодно рассматривать и редактировать 3D-модель. Подходы к оцифровке автомобильных салонов отличаются не только выбором сканера, но и способами обработки данных. Например, производитель линейки 3D-сканеров iReal 3D компания Scantech использует специальные программные пакеты.

Коротко

С помощью 3D-печати автомобильные дизайнеры изготавливают для автомобильных интерьеров точные аналоги как отдельных элементов, так и целых систем. 3D-печать обеспечивает:

• быстрое изготовление деталей;
• быстрое прототипирование;
• воспроизводство самых разных типов деталей;
• высокую точность (в сочетании с 3D-сканированием);
• создание сложных форм;
• индивидуальный подход;
• низкую стоимость производства.

3D-технологии пришли на смену дорогостоящим и медленным традиционным производственным процессам. 3D-принтеры и 3D-сканеры стали удобными и эффективными инструментами для модификации салонов автомобилей.

Примеры из практики Глобатэк

Корпуса колонок

Для установки аудиосистемы в салон автомобиля.

Крышка для центральной консоли

Воздуховоды

Материал: инженерный пластик со стеклянной крошкой ABS-GF; принтер для печати пластиковой нитью Creality K2

Если хотите напечатать деталь для авто >>

Детали для интерьеров классических автомобилей

Компания Renner Auto разрабатывает и производит копии классических автомобилей 1950-1970-х годов. Проблема заключается в том, что новые детали должны безукоризненно вписываться в ретро-дизайн машин. Для создания более точных и при этом более дешевых деталей компания использует 3D-принтер Raise3D Pro2 Plus.

Например, в салоне автомобиля Speedster 1956 года индикатор на рулевой колонке и компоненты аварийной сигнализации очень похожи на оригинальные предметы. Их напечатали на 3D-принтере с помощью термопластичной нити ASA, покрасили и спрятали в них современную электронику.