Zaawansowane techniki produkcji zmieniają konstrukcję pojazdów i działanie fabryk
DETROIT, MI - 25 sierpnia 2025 r. - Przemysł motoryzacyjny przechodzi cichą rewolucję, ponieważ producenci coraz częściej integrują technologię druku 3D w swoich procesach produkcyjnych. Od luksusowych pojazdów elektrycznych po supersamochody o wysokich osiągach, produkcja addytywna umożliwia bezprecedensowy poziom personalizacji, redukcji masy i wydajności produkcji, zasadniczo zmieniając tradycyjne łańcuchy dostaw.
Partnerstwa strategiczne przyspieszają innowacje
Toyota Production Engineering Group nawiązała niedawno strategiczne partnerstwo z gigantem druku 3D Stratasys, aby napędzać innowacje w działaniu fabryk. Współpraca umożliwiła Toyocie integrację przemysłowych drukarek 3D i zaawansowanych materiałów przeznaczonych do trudnych warunków fabrycznych w swoich zakładach w Ameryce Północnej.
"Czasami pomysły mogą zaczynać się od szkicu na papierze, a nawet tylko od koncepcji w czyimś umyśle" - powiedział Dallas Martin, inżynier ds. produkcji addytywnej w Toyota North America. "Teraz możemy cyfrowo modelować i mieć użyteczną część następnego dnia. Ta prędkość pozwala nam działać szybko, wdrażać bezpieczniejsze rozwiązania i nieustannie optymalizować procesy."
Firma wdrożyła wiele systemów Stratasys, w tym drukarki F3300, F900, Origin One i Fortus 450mc w swoich zakładach. Maszyny te produkują trwałe narzędzia fabryczne, części końcowe i funkcjonalne prototypy, znacznie zmniejszając zależność od zewnętrznych dostawców i skracając cykle dostaw.
Od prototypowania do produkcji: cyfrowa transformacja
General Motors przeniosło drukowanie 3D z prototypowania do produkcji funkcjonalnych części w swoim flagowym pojeździe elektrycznym Cadillac CELESTIQ. Ręcznie budowany luksusowy sedan zawiera ponad 130 komponentów drukowanych w 3D, opracowanych w Additive Industrialization Center GM w Warren, Michigan.
"Decyzja o użyciu produkcji addytywnej sprowadza się do dwóch pytań: Czy może spełnić wymagania funkcjonalne? I czy ma to sens ekonomiczny?" - powiedział Brennon White, specjalista ds. technologii zastosowań produkcyjnych w GM. "Produkcja addytywna daje nam pewne rzeczy, których inne technologie nie mogą."
Godne uwagi zastosowania obejmują środek kierownicy - największą metalową część produkcyjną drukowaną w 3D przez GM - oraz regulowany pierścień prowadzący do pasów bezpieczeństwa, pierwszy metalowy element bezpieczeństwa drukowany w 3D przez firmę, który zdobył prestiżową nagrodę branżową.
Wydajność supersamochodów zwiększona dzięki produkcji addytywnej
W segmencie wysokich osiągów drukowanie 3D umożliwia przełomy w wydajności i konstrukcji pojazdów. Włoski startup Vittori ma wprowadzić na rynek Turbio, hybrydowy supersamochód wspomagany przez sztuczną inteligencję o mocy 1110 koni mechanicznych z nadwoziem i elementami nadwozia drukowanymi w 3D. Ograniczony do zaledwie 50 egzemplarzy, pojazd reprezentuje najnowocześniejsze rozwiązania w zakresie zintegrowanej produkcji addytywnej w projektowaniu motoryzacyjnym.
Bugatti, Porsche i Ferrari włączyły komponenty drukowane w 3D do swoich elitarnych pojazdów. Tytanowe zaciski hamulcowe drukowane w 3D przez Bugatti wykazały zdolność technologii do wytrzymywania ekstremalnych naprężeń przy jednoczesnej redukcji masy. Porsche wprowadziło tłoki drukowane w 3D ze zintegrowanymi kanałami chłodzenia dla swojego modelu 911 GT2 RS, co zmniejszyło masę tłoka o 10% i dodało 30 koni mechanicznych, jednocześnie poprawiając wydajność.
Transformacja ekonomii produkcji i łańcuchów dostaw
Implikacje druku 3D wykraczają poza ulepszenia wydajności, aby zasadniczo zmienić ekonomię produkcji i łańcuchy dostaw. Według ekspertów branżowych, drukowanie 3D umożliwia dystrybuowaną produkcję na żądanie, która radykalnie zmniejsza potrzebę rozległego magazynowania zapasów.
"Tradycyjni dostawcy często wstrzymują linie produkcyjne, gdy modele pojazdów są wycofywane z produkcji, ponieważ nie jest to już opłacalne ekonomicznie" - wyjaśnił Phillip Kampshoff, starszy partner w McKinsey. "Dzięki drukowaniu 3D i cyfrowym plikom projektowym, części te mogą być produkowane na żądanie natychmiast, unikając dziesięcioletniego zalegania w magazynach."
Divergent Technologies jest pionierem tego podejścia ze swoim adaptacyjnym systemem produkcyjnym, który dyrektor generalny Lukas Czinger opisuje jako "dekonstrukcję i przekształcanie tradycyjnych łańcuchów dostaw". Technologia druku 3D firmy może wyprodukować większość podstawowych komponentów dla ich hipersamochodu Czinger 21C, który osiąga prędkość 0-60 mil na godzinę w 1,9 sekundy.
Wyzwania i perspektywy na przyszłość
Pomimo znacznego postępu, produkcja addytywna wciąż boryka się z wyzwaniami w zastosowaniach motoryzacyjnych. Wysokie koszty sprzętu i materiałów, ograniczenia prędkości produkcji dla masowej produkcji oraz obawy dotyczące trwałości w niektórych zastosowaniach pozostają barierami dla szerszego przyjęcia.
Jednak technologia wciąż szybko się rozwija. Prognozy branżowe sugerują, że rynek druku 3D w motoryzacji może osiągnąć 9 miliardów dolarów do 2025 roku, ponieważ producenci coraz częściej przyjmują te rozwiązania zarówno do prototypowania, jak i do zastosowań produkcyjnych.
Jak podsumowała Lisa Bednar, menedżer Toyota North America Production Engineering Group: "Produkcja addytywna zrewolucjonizowała sposób, w jaki nasze zespoły współpracują i wprowadzają innowacje. Tam, gdzie kiedyś czekaliśmy tygodniami na części, teraz możemy produkować, udoskonalać i wdrażać w ciągu jednego dnia. Nie chodzi tylko o prędkość - chodzi o wzmocnienie naszych ludzi unikalnym sposobem myślenia i umiejętnością szybkiego działania."
Przejście na produkcję addytywną to coś więcej niż tylko zmiana technologiczna - zasadniczo zmienia sposób, w jaki samochody są projektowane, produkowane i konserwowane przez cały ich cykl życia.
