Вернуться к результатам поиска

Case Study из автомобильной промышленности

Прототипирование — движущая сила, стоящая за великими машинами

Гиганты автомобильной промышленности BMW и Jaguar Land Rover — а также экономичные поставщики рынка запчастей, такие как Minimizer, — обнаружили, что ничто так не ускоряет автомобильную разработку и производство, как 3D-печать.

3D-модель вентиляционного узла Jaguar

Основные сведения

Летом 2008 года компания Jaguar Land Rover установила у себя 3D-принтер Objet Connex500. Этот принтер был выбран, так как он может работать с несколькими материалами одновременно, что позволяет получать превосходные модели за счет сочетания их особых свойств.

Два лидирующих мировых бренда — Jaguar и Land Rover — принадлежат одному владельцу с 2000 года; вначале они были в составе компании Ford Motor, а сейчас являются британским крылом индийского конгломерата TATA Group.

Две эти автомобильные марки изначально придерживались совершенно различных принципов. Первым доступным спортивным автомобилем, способным развивать скорость 160 км/ч, стал первый Jaguar SS100, выпущенный в 1935 г. Его классическая форма и высокие характеристики вдохновили целый ряд поколений автомобилей Jaguar, отличающихся своей скоростью, комфортом и спортивным обликом.

Напротив, первая модель другой марки (Series 1 Land Rover 80), появившаяся в 1948 г., имела совершенно другие характеристики и позиционировалась как «универсальная машина» высокой проходимости и без излишеств дизайна. Сейчас компания Jaguar Land Rover (JLR) производит восемь линеек транспортных средств. Для того чтобы все эти модели занимали премиум-сегмент, почти 20 % штата компании Jaguar Land Rover задействовано в разработке продуктов с использованием новейших CAD-техник, причем для ускорения испытаний опытные образцы создаются непосредственно на предприятии. В дополнение к оборудованию для создания моделей методом числового программного управления (CNC) и полноценному цеху металлообработки и изготовления инструментария, имеется также несколько устройств быстрого прототипирования на базе технологий стереолитографии, лазерного синтеза и полимерного распыления.

Изготовление опытных образцов непосредственно по CAD-данным

3D-модель автомобильных деталей

Компания Jaguar Land Rover приобрела принтер Objet Connex500 в 2008 г. для расширения своих способностей по быстрому изготовлению прототипов на основе каучука. Возможность создания моделей непосредственно по CAD-данным из эластичных материалов с получением работающих механизмов была критически важна для сокращения циклов разработки. Для проверки возможностей принтера Objet Connex в первую очередь была поставлена задача изготовить цельный вентиляционный узел приборной панели Range Rover Sport. При моделировании корпуса и вентиляционных лопастей были применены жесткие материалы, а для кнопок управления и воздушной заслонки — эластичные. Сотрудники Jaguar Land Rover смогли за одну процедуру распечатать цельный вентиляционный узел как полностью рабочую деталь. После печати модель была снята с принтера, очищена и тут же испытана, при этом все шарниры лопастей оказались рабочими, а кнопка управления соответствовала настоящей как на вид, так и на ощупь.

В основе работы принтера лежит технология струйной 3D-печати. Распыление двух различных веществ в заданном сочетании по матричной структуре дает возможность создавать как жесткие, так и эластичные материалы с различными механическими и физическими свойства, а также с различным покрытием. За 5000 часов наработки на принтере Objet Connex в компании Jaguar Land Rover по этой технологии было изготовлено более 2500 деталей и использовано 600 кг каучука. Свидетельством производительности и надежности принтера является тот факт, что за все время работы ему понадобилось только мелкое техническое обслуживание и замена лишь пяти печатных головок с интервалами, рекомендуемыми для поддержания оптимального качества.

Количество деталей, изготавливаемых на Objet Connex, стабильно росло, поскольку конструкторская группа находила все новые способы применения возможностей 3D-принтера. Это количество все еще составляет лишь малую толику тех 30 000 опытных образцов, которые ежегодно изготавливаются в компании Jaguar Land Rover — ведь большинство из них создается методом лазерного синтеза. Но, если говорить об эластичных деталях, дело оборачивается в пользу принтера Objet Connex, который теперь отвечает за одну треть всей продукции. Благодаря своей скорости и простоте последующей обработки Objet Connex часто используется и для изготовления жестких образцов из одного типа материала. Режим работы с несколькими материалами применяется для выполнения множества задач. Среди них также разработка дизайна и человеко-машинного интерфейса — кнопок, переключателей и брелоков для ключей.

Проверка на соответствие и функциональность

Модель Jaguar Land Rover Sport

Накладное формование (Over-moulding) также является важной частью технологии 3D-печати Objet. Два материала используются вместе, но не смешиваются, что позволяет создать, например крышку с резиновой прокладкой. После очистки такую деталь можно сразу же проверить на соответствие и функциональность. Другие ключевые области использования Objet Connex — разработка дверных уплотнителей и защитных кожухов, при которой применяется только эластичный материал Tango Black Plus, а в последнее время — изготовление деталей для испытания функциональности.

Чаще всего Objet Connex пользуется отдел дизайна Jaguar Land Rover. Более половины всех образцов, изготавливаемых на 3D-принтере Objet, используются при утверждении новых решений в студии дизайна.

Хорошим примером является создание телескопического устройства омывания фар, которое удлиняется и очищает фары в каждый пятый проход омывателя лобового стекла. Компоненты, отпечатанные на Objet Connex, показали себя достаточно стойкими при жестких испытаниях, что дает возможность полностью испытать конструкцию перед переходом к дорогостоящему этапу изготовления на станках.

Различные характеристики Objet Connex по-разному проявляются во всех вышеупомянутых задачах, но в целом преимущества принтера для компании Jaguar Land Rover таковы: высокая точность и контроль размеров при изготовлении опытных образцов деталей, а также сокращение производственного цикла за счет простоты эксплуатации, сокращение времени изготовления и простая процедура очистки. Откровенно говоря, 3D-принтер Objet Connex поразил компанию своей способностью к изготовлению непосредственно по CAD-данным тех образцов, производство которых другими методами заняло бы слишком много времени или средств.

Stratasys Ltd. © 2015. All rights reserved. See stratasys.com/legal for trademark information.