Mae Sefydliad Fraunhofer ar gyfer Technoleg Cynhyrchu Ychwanegion (IAPT) wedi dangos sut y gall argraffu 3D wella perfformiad technegol a chostau gweithgynhyrchu trwy ailgynllunio colfachau drws ceir chwaraeon moethus.
Yn ystod y prosiect ailgynllunio rhan, gwnaeth peirianwyr IAPT optimeiddio popeth o geometreg colfachau'r drws i gyfeiriadedd adeiladu a pharamedrau proses i wneud y mwyaf o arbedion cost a phwysau.
Yn y pen draw, nod y gwaith hwn yw taflu goleuni ar y ffactorau llai amlwg sy'n effeithio ar gost rhannau printiedig 3D, nid geometreg y cydrannau eu hunain yn unig.
Symleiddio cynhyrchu ceir
Mae'r diwydiant modurol yn un o lawer o ddiwydiannau sydd wedi croesawu gweithgynhyrchu ychwanegion dros y blynyddoedd, gan ddefnyddio'r dechnoleg ar gyfer amrywiaeth o gymwysiadau. Hyd yn hyn, fodd bynnag, mae llawer o achosion defnydd wedi'u cyfyngu i sypiau bach, gan nad yw argraffu 3D eto wedi darparu mewnbwn technolegau cynhyrchu modurol traddodiadol - heb gadw cost pob rhan yn isel ar yr un pryd. Felly, efallai y bydd prosiect Fraunhofer yn dangos nad yw'r dechnoleg gyfan yn cael ei defnyddio'n ddigonol ar hyn o bryd yn y sector modurol a bod cymwysiadau cynhyrchu cyfresi cyfaint uchel yn dal yn eu dyddiau cynnar.
Prototeipio cyflym yw'r achos defnydd sefydledig cyntaf, oherwydd gall cyfnod datblygu model newydd gymryd hyd at bum mlynedd. Yn ystod ymchwil a datblygu, mae'n anochel bod sawl prototeip o rannau yn cael eu datblygu a'u profi, sy'n golygu iteriadau dylunio cyflym heb fawr o amser arweiniol: dyma un o brif bwyntiau gwerthu gweithgynhyrchu ychwanegion.
Mae gwneuthurwyr ceir hefyd yn defnyddio offer gweithgynhyrchu printiedig 3D, fel jigiau a gosodiadau, i helpu gyda llifoedd gwaith cynhyrchu a chydosod. Mae hyd yn oed cymwysiadau posibl mewn rhannau ôl-farchnad a oedd unwaith yn cael eu bwrw ond sydd bellach wedi darfod. Mae natur ddeinamig a hyblyg argraffu 3D yn galluogi cyflenwyr rhannau i argraffu yn ôl y galw, gan ddileu'r angen am restr cydrannau ffisegol yn llwyr.
Colfachau drws printiedig 3D
Cyn dechrau ar unrhyw waith dylunio, defnyddiodd peirianwyr Fraunhofer feddalwedd sgrinio rhannol a ddatblygwyd gan 3D Spark, sy'n deillio o IAPT, i nodi rhannau ceir sy'n addas ar gyfer astudiaethau arddangos.
Yn ystod camau cynnar y prosiect, nododd y tîm yn gyntaf y cyfeiriad mwyaf cost-effeithiol ar gyfer y cydrannau yn yr ystafell adeiladu. Bu peirianwyr yn ystyried y strwythurau cymorth angenrheidiol, a faint o rannau y gallent eu ffitio mewn un adeilad. Arweiniodd y cam optimeiddio cyfeiriadedd cychwynnol hwn at arbedion cost o 15 y cant o'i gymharu ag adeiladwaith argraffedig 3D heb ystyriaethau o'r fath.
Nesaf yw optimeiddio topoleg y fraich colfach ei hun. Trwy gael gwared ar ddeunydd diangen a chryfhau dim ond y rhannau o'r rhan sydd eu hangen i efelychu llif grym, roedd peirianwyr yn gallu lleihau pwysau'r fraich colfach 35 y cant. Arweiniodd arbedion deunydd dilynol ac amseroedd argraffu byrrach at arbedion cost o 20 y cant pellach.
Cyfrifodd tîm Fraunhofer hefyd arbedion cost ychwanegol sy'n gysylltiedig â lleihau ôl-brosesu (trwy leihau strwythurau cymorth) a dewis y deunydd powdr metel gorau ar gyfer y swydd: 10 y cant yr un.
Yn ddiddorol, canfu'r astudiaeth fod hyd yn oed y paramedrau adeiladu a ddefnyddir yn y broses argraffu 3D yn cyfrannu at arbedion cost posibl. Er enghraifft, mae haenau mwy trwchus, cyflymder sganio cyflymach, ac anffurfiad y proffil trawst laser i gyd yn helpu i leihau amseroedd adeiladu, gan leihau costau argraffu 15 y cant arall.
Yn y pen draw, roedd y dull dylunio cost-ganolog hwn yn caniatáu i beirianwyr IAPT argraffu'r colfach 3D ar gost 80 y cant yn is na'i gymar argraffedig 3D heb yr un optimeiddio. O'i gymharu â'u cymheiriaid melin CNC, cyflawnodd y prosiect arbedion cost a phwysau o 50 y cant a 35 y cant, yn y drefn honno.