3D yazıcıların otomotiv sektöründe kullanımı oldukça yaygın. Üretim direktörümüz Onur Keskin, bu blog yazımızda 3D yazIcıların otomotivde kullanım alanlarının detaylarını açıkladı.

3D Yazıcıların Otomotiv Sektöründe Kullanımı

Onur Keskin 05.05.2020
3D Yazıcıların Otomotiv Sektöründe Kullanımı

1980lerin başında geliştirilen 3 boyutlu yazıcı teknolojisi, günümüzde geldiği nokta sayesinde yaygınlaşarak üretimin vazgeçilmez bir parçası haline dönüştü. Medikal, otomotiv, kalıp sanayi, savunma sanayi, beyaz eşya ve ev aletleri gibi oldukça geniş bir yelpaze için üretime doğrudan katkı sağlayan bu teknoloji, hızlı üretim süreleri, düşük maliyet ve kompleks geometrileri üretebilme yeteneği ile tercih sebebi olmaktadır.

 

SERİ ÜRETİM ÖNCESİ PROTOTİPLEME

Otomotiv ve otomotiv yedek parça sektöründe de 3 boyutlu yazıcılar, bu yetenekleri doğrultusunda daha düşük maliyetler ile esnek üretim sağlayabildikleri için günümüzde tercih sebebi olmaktadır. Otomotiv sektörü oldukça farklı komponentler ve malzemeler ile disiplinler arası çalışmaktadır. Ortalama olarak bir araç içerisinde 30.000’den fazla parça bir araya gelerek bir aracı oluşturduğunu düşünürsek, üretim metodu olarak da farklı malzemeler ile çalışabilmek burada önemli bir parametre olmaktadır.

 

What is the most important part of your car? – Nutrition Services ...

 

Örneğin, tasarım aşamasında olan bir aracın prototiplenmesi ve gerçeğe en uygun şekilde üreterek gerekli kontrollerin seri üretim öncesi yapılması gerekmektedir. Burada FDM (Fused Deposition Modelling) teknolojisine sahip 3 boyutlu yazıcılar  devreye girerek, kompleks geometrilerdeki tampon, ızgara, çamurluk ve benzeri gibi plastik dış aksamları ABS malzeme ile üretilmektedir. Yazıcılardan çıkan malzemelerin dış yüzeyinde kolaylıkla ardıl işlem yapılabildiği için üretim yöntemi dolayısıyla katmanlı olan yüzeyler, pürüzsüz ve kusursuz hale getirebilmektedir. Bu sayede parçalı üretim yapılsa bile, birleştirme ve ardıl işlemler ile sınırsız boyutlarda parçalar üretebilmek mümkün olmaktadır.

 

 

 

KOMPLEKS GEOMETRİDE PARÇALARIN ÜRETİMİ

Otomotivde diğer önemli ihtiyaçlardan biri ise yüksek mukavemette parça üretebilmektir. Araç yapısı itibari ile bazı aksamlar kompleks yapıda tasarlanmaktadır. İç kanalları bulunan, ters açılı veya ince geometrili parçaların üretiminde geleneksel yöntemler mümkün olmamaktadır ya da oldukça zor ve maliyetli olmaktadır. Bu kompleks yapıların üretimi için de 3 boyutlu yazıcılar tercih edilmektedir. Kompleks yapıların PA12 malzemeden 0.1mm hassasiyeti ile hızlı bir şekilde üretilebilmesi hem tasarımcı mühendislerin işini kolaylaştırmakta hem de üretim sürecini hızlandırıp, maliyetleri düşürmektedir. HP MJF teknolojisi sayesinde, seri imalat süreci başlamadan önce, ön seri imalat yapılarak 1000-1500 adete kadar parça üretimi mümkündür. Üretim adeti ve malzeme yapısı sayesinde montaj ve çalışma fonksiyonları için gerekli testler yapılabilmekte ve olası doğabilecek hataların üretim öncesi önüne geçilebilmektedir.

 

Üretim Fiyatları ve Yöntemlerini Karşılaştırmak İster Misin?

 

 

Artan rekabet ile otomotiv sektöründe bulunan tüm markalar da üretim yöntemlerini değiştirmekte ve maliyet düşürmek için tasarımlarını revize etmektedir. Talebi karşılamak ise 3 boyutlu yazıcılara düşmektedir. MJF teknolojisinin özellikleri itibari ile parçalar düşük çekme oranları (%0.3), yüksek gerilme dayanımı (48MPa) ve sıcaklık dayanımı (90-95°C) ile tercih sebebi olmaktadır.

 

 

GENİŞ MALZEME YELPAZESİ

Daha farklı malzeme ihtiyaçları için ise alternatifler yine 3 boyutlu yazıcılarda üretilebilmektedir. Örneğin yüksek ısıya dayanıklı ULTEM 9085 (190C) ve ULTEM 1010 (215C) termoplastikleri motor aksamlarında yüksek ısı gerektiren yerlerde kullanılabilmektedir.

 

 

 

Aynı zamanda bir diğer ihtiyaçlardan olan şeffaf malzeme ile üretim de otomotiv sektörü için önem teşkil etmektedir. Ayna, far gibi şeffaf aksamlar için ise SLA teknolojisi ile üretim yapılabilmektedir. SLA teknolojisinde çıkan ürüne de ardıl işlem yapılabilmekte ve farklı transparanlıkta yüzeyler elde edilebilmektedir.

 

 

 

3 boyutlu yazıcılarda önemli üretim yöntemlerinden biri olan metal alaşımlı malzemelerin de üretilebilmesi otomotiv sektöründe esneklik sağlamaktadır. AlSi10Mg, Ti64, StainlessSteel 316L malzemeleri otomotiv sektöründe sıklıkla kullanılan malzemeler olduğu için üretim maliyetleri karşılaştırıldığında, 3 boyutlu yazıcılar geleneksel yöntemlere göre oldukça avantaj sağlamaktadır. Alüminyum malzeme ile daha hafif yapılar üretebilir, yüksek iletkenlik gerektiren uygulamalarda kullanılabilir. Titanyum malzeme ise hafif olmasına rağmen oldukça yüksek mukavemet gerektiren yerlerde kullanabilir. Ayrıca düşük korozyon direnci göstermektedir.

 

FİKSTÜR ÜRETİMİ

Üretilen otomobillerin montajı sırasında kullanılan fikstür parçalar da yine 3 boyutlu yazıcılar tarafından üretilmektedir. Bu parçalar sayesinde üretim süreci daha hızlı ve pratik bir hal alır. Özellikle hızlı değişen tasarımlar ve kişiselleştirilebilir üretimlerin arttığı günümüzde 3 boyutlu yazıcılar üretimde esneklik ve hız sağlayarak tercih sebebi olmaktadır. Örneğin araçların bagaj kapaklarında yer alan yazıların yapıştırılmasında 3 boyutlu yazıcılardan çıkan fixture parçaları kullanılmaktadır.

 

TOPOLOJİ OPTİMİZASYONUNA ELVERİŞLİ ÜRETİM

Geleneksel üretim yöntemlerinde imkan verilen sınırlı geometrilerde üretim yapılabilmektedir. Bu sınırlı geometriden dolayı parçalar daha ağır olmakta ve tasarım özgürlüğü sınırlanmaktadır. 3 boyutlu yazıcıların üretim metodolojisi kompleks yapılarda üretim yapılabilmesine izin verir. Topoloji optimizasyonu yapılarak mukavemeti değişmeden hafifletilmiş yapıların üretimi bu sayede mümkün kılınmaktadır. Araçlarda kullanılan parçaların ağırlığı azaldığı gibi, maliyetler de önemli ölçüde düşmektedir.

 

 

KİŞİSELLEŞTİRİLMİŞ VE ÜRETİMİ DURDURULMUŞ YEDEK PARÇALAR

Seri üretimlerin azaldığı ve kişiselleştirilmiş üretimlerin arttığı günümüzde otomotiv sektörü de kişiselleştirmeye rotasını çevirenlerden. 3D baskılarda gelişen malzeme teknolojisi ve yazıcı teknolojisindeki ilerlemeler, yazıcılarda üretilen nihai ürünlerin araçlarda kullanılabilmesine olanak sağlamaktadır. Alüminyum alaşımlı ve titanyum alaşımlı metal yazıcılarda üretilen parçalar, yüksek yüzey kalitesine sahip ve geleneksel üretim metodlarından daha mukavemetli üretilerek aracın çeşitli aksamlarında kullanılabilmektedir.

 

 

 Günümüzde birçok otomotiv firması üretim hattından kaldırmış olduğu araçların yedek parçalarını temin etme konusunda üretim ve maliyet sorunları yaşamaktadır. Az adetli ve çok fazla sayıda parça ihtiyacı olduğu için üretim ve depolama da ayrı bir problem olarak üreticilerin karşısına çıkmaktadır. Bu sorunu çözmek adına 3 boyutlu yazıcılar kullanılmaktadır. İhtiyaç kadar üretim yapılmakta ve depolama maliyeti olmadan doğrudan talep karşılanmaktadır. 

 

 

Gelişen teknolojiler ile beraber 3 boyutlu yazıcı teknolojisi de hızla değişmektedir. Üretim yöntemi olarak ilk başlarda sadece prototipleme ve test amaçlı kullanılsa da şu anda otomotiv dahil tüm sektörlerde seri üretimde dahi kullanılmakta ve kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Rekabet ortamı giderek zorlaşan otomotiv sektöründe fark yaratmak ise kıymetli mühendislere, tasarımcılara ve fabrika çalışanlarına düşmektedir. Tasarım olarak farkını ortaya koyabilen ve bunu hızlı bir şekilde gerçeğe dönüştürüp üretebilenler öne geçecek ve fark yaratabilecektir. Dolayısıyla, değişen teknolojiye hızlı adapte olabilen ve değişen üretim teknolojilerini kullanabilenler katma değeri yüksek işlere imza atabilecektir.

Dijital Tasarım ve Üretimin Merkezi

Teknolojik, kolay, hızlı çözümler sunuyoruz.

MODEL YÜKLEYİN KEŞFEDİN