Het verminderen van het voertuiggewicht is altijd een van de meest effectieve manieren geweest om het brandstofverbruik te verbeteren, de prestaties te verhogen en de uitstoot te verlagen. Maar tot voor kort betekende gewichtsvermindering vaak dat er concessies moesten worden gedaan aan de produceerbaarheid, dat de kosten stegen of dat de sterkte in het gedrang kwam. Met de opkomst van additive manufacturing, en met name grootformaat metaalprinten zoals Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), is die verhouding aan het veranderen.
Autofabrikanten gebruiken 3D-printen nu niet alleen voor prototyping, maar ook om sterke, lichtgewicht onderdelen te maken die zijn geoptimaliseerd voor prestaties en productie. Of het nu gaat om voertuigen met verbrandingsmotoren of elektrische platforms, additive manufacturing maakt een nieuwe generatie efficiënte, intelligent ontworpen onderdelen mogelijk die de grenzen van traditionele productie overschrijden.
Lichtere onderdelen vanaf de basis ontwerpen
Traditionele productiemethoden, zoals gieten of verspanen, leggen vaak beperkingen op aan het ontwerp. Ingenieurs moeten rekening houden met de toegankelijkheid voor gereedschap, de geometrie van de matrijs of materiaalverspilling, wat kan leiden tot overgedimensioneerde onderdelen. Additive manufacturing technologie draait die dynamiek om. Het stelt ingenieurs in staat om te ontwerpen op basis van functie, niet op basis van proces, waardoor vormen ontstaan die zijn geoptimaliseerd voor structurele prestaties en een minimaal gewicht.
Met additieve methoden is het mogelijk om meerdere onderdelen samen te voegen tot één geprint onderdeel, holle secties of interne roosters toe te voegen en de wanddikte nauwkeurig af te stemmen op spanningszones. Deze strategieën, vaak samengevat onder de term Design for Additive Manufacturing (DfAM), maken het mogelijk om metalen onderdelen te produceren die 30 tot 50 procent lichter zijn dan hun traditioneel vervaardigde tegenhangers, zonder dat dit ten koste gaat van de mechanische sterkte.
WAAM en grote structurele auto-onderdelen
Wire Arc Additive Manufacturing is bijzonder geschikt voor middelgrote tot grote onderdelen, zoals draagarmen, motorsteunen, subframes en structurele behuizingen. Deze worden doorgaans uit blokken gefreesd of in grote hoeveelheden gegoten, wat extra kosten, gereedschapstijd en aanzienlijke materiaalverspilling met zich meebrengt.
WAAM gebruikt daarentegen lasdraad als grondstof en bouwt onderdelen laag voor laag met behulp van robotarmen. Hierdoor kunnen fabrikanten bijna-net-vorm-geometrieën produceren met een uitstekende mechanische integriteit, terwijl de materiaalkosten laag en de doorlooptijden kort blijven. Omdat WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) werkt met algemeen verkrijgbare metalen zoals roestvrij staal, Inconel en aluminiumbrons, vereenvoudigt het ook de materiaallogistiek en vermindert het de afhankelijkheid van gespecialiseerde leveranciers, waardoor het een ideale technologie is voor de auto-industrie .
Gewichtsvermindering en energie-efficiëntie gaan hand in hand
Elke kilo gewichtsbesparing kan zich vertalen in een reële verbetering van de energie-efficiëntie. In verbrandingsmotoren zorgen lichtere onderdelen voor een lager brandstofverbruik en een betere acceleratie. In elektrische voertuigen leidt gewichtsvermindering direct tot een groter bereik, betere batterijprestaties en smallere, efficiëntere aandrijflijnen.
Additive manufacturing ondersteunt deze doelstellingen door ingenieurs in staat te stellen materiaal alleen daar aan te brengen waar het nodig is. In plaats van een onderdeel te overontwerpen om aan de sterkte-eisen te voldoen, kunt u met WAAM ontwerpen voor het belastingspad, waarbij u geometrie gebruikt om de stijfheid te vergroten en overtollige massa te verminderen. Het resultaat is een sterker, slimmer onderdeel dat direct bijdraagt aan energiebesparing en lagere emissies gedurende de hele levenscyclus van het voertuig.
Ondersteuning van de verschuiving naar elektrificatie en modulaire platforms
Nu autofabrikanten steeds meer overstappen op elektrificatie, verandert het ontwerp van voertuigen snel. De integratie van accu's, compacte motoren, koelkanalen en structurele verpakkingen zorgen voor nieuwe ontwerpuitdagingen die niet goed aansluiten bij traditionele productiemethoden.
Additive manufacturing (AM) sluit perfect aan bij deze transitie in de automotive industrie . Het maakt snelle ontwerpiteraties, eenvoudige maatwerkoplossingen en gereedschaploze productie mogelijk, zowel voor prototypes als voor kleine series. Bijvoorbeeld, WAAM maakt het mogelijk om accubehuizingen, thermische steunen en op maat gemaakte montagestructuren te vervaardigen zonder te hoeven wachten op gietmallen of CNC-programmering.
Deze flexibiliteit is vooral waardevol voor EV-startups, conceptteams en mobiliteitsinnovators die snel van CAD naar functionele onderdelen moeten kunnen gaan, terwijl ze de kosten beheersbaar en de onderdelen certificeerbaar moeten houden.
Betaalbare gewichtsvermindering op industriële schaal
Strategieën voor gewichtsvermindering kunnen soms kostbaar zijn, vooral wanneer er composietmaterialen of uit precisiegietwerk vervaardigde titaniumonderdelen aan te pas komen. WAAM biedt een meer toegankelijke aanpak. Omdat er gebruik wordt gemaakt van standaard draadmateriaal, energiezuinige robotsystemen en schaalbare productieopstellingen, is WAAM met de MX- en M1 MX3D-systemen de voordelen van gewichtsvermindering zonder de hoge kosten van exotische materialen of ingewikkelde gereedschappen.
Bij MX3D hebben we samen met klanten uit de automobielsector gewerkt aan constructieonderdelen, testopstellingen en productiegereedschappen die zowel gewichtsbesparing als productie-efficiëntie opleveren. Of het nu gaat om het vervangen van een overgedimensioneerde beugel door een topologisch geoptimaliseerd 3D-geprint onderdeel, met onze 24/7 print-on-demand-service , of het ontwikkelen van een nieuwe EV-subassemblage zonder lange doorlooptijden, biedt WAAM een duidelijk pad naar lichtere, slimmere auto-onderdelen.
Additive Manufacturing is de drijvende kracht achter de toekomst van efficiënte mobiliteit
Additive manufacturing gaat niet alleen over dingen op een andere manier maken, maar ook over beter ontwerpen vanaf het begin. Voor automotive teams die zich richten op gewichtsvermindering, prestaties en duurzaamheid biedt 3D-printen een reeks tools waarmee ze sneller kunnen werken, kosten kunnen verlagen en innovatie verder kunnen stimuleren.
WAAM brengt deze mogelijkheden op schaal en biedt autofabrikanten en leveranciers een betrouwbare, kosteneffectieve manier om grote metalen componenten te produceren die lichter, sterker en klaar voor productie zijn. Als u op zoek bent naar manieren om uw volgende voertuig efficiënter te maken, dan is additive manufacturing het juiste hulpmiddel om dat te bereiken. MX3D staat klaar om u te helpen bij de implementatie ervan.
Neem vandaag nog contact op met MX3D om de WAAM-oplossingen voor uw branche .
