3D-печать элементов салона автомобилей

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.

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 в специальном программного обеспечении и выполнила печать 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.

Преимущества 3D-печати в производстве элементов 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 такеже 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.

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.

Также несомненный плюс изготовленных с помощью 3D-технологий деталей — возможность значительно сэкономить. Особенно если речь идет об элементах интерьеров ретро-автомобилей или запчастях, поставляемых через параллельный импорт.

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.

Кейс: 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.

Пример. 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 термпопластичной нити ASA, покрасили и спрятали в них современную электронику.

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 изделий, напечатанных по технологии FDM:

• 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.).

С помощью технологии FDM можно смело печатать, например, дверные ручки или центральную консоль, модифицированные зеркала, крепления, корпуса для динамиков и многое другое.

SLA — высокоточные мастер-модели и прототипы

Технология SLA (лазерная стереолитография) используется, когда нужно изготовить максимально точный и детализированный объект с гладкими поверхностями. Такие детали обычно используются в качестве литейных-мастер моделей или прототипов для проверки собираемости/функциональности. Также SLA-детали — хорошее решение для декоративных элементов салона с высокими эстетическими требованиями.

Преимущества изделий, напечатанных по технологии SLA:

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

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

SLS (Selective Laser Sintering) — еще одна технология 3D-печати, она основана на послойном спекании порошковых материалов (полиамиды, пластики) с помощью луча лазера. По принципу SLS печатаются объекты со сложной геометрией, детали механизмов, прочные и точные изделия с различными свойствами.

Компания Sintatrec, ведущий швейцарский поставщик решений для SLS, демонстрирует на видео, как удалось заменить защелку крышки центральной консоли деталью, напечатанной по технологии SLS.

Как получают 3D-модели деталей салона для 3D-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 вы можете:

• 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.