Druk 3D wykorzystany po raz pierwszy w produkcji aut!

Czym jest technologia binder jetting?

Binder jetting to nowoczesna metoda druku 3D, w której zamiast tradycyjnego lasera do łączenia proszku metalicznego wykorzystuje się specjalny klej. Po uformowaniu warstw element jest poddawany procesowi spiekania, co nadaje mu odpowiednią wytrzymałość. Dzięki tej technologii możliwe jest tworzenie lżejszych i bardziej skomplikowanych komponentów przy niższych kosztach produkcji.

Nowatorskie rozwiązania Volkswagena

• W zakresie oprogramowania procesu druku 3D Volkswagen współpracuje z Siemensem

• Nowatorski proces natrysku spoiwa zwiększa zaawansowanie technologiczne druku 3D i sprawia, że jego stosowanie w produkcji samochodów staje się opłacalne

• Druk 3D jest stosowany do wytwarzania elementów słupka A w Volkswagenie T-Rocu w wersji kabriolet, który powstaje w zakładach w Osnabrück

Christian Vollmer, członek zarządu marki Volkswagen odpowiedzialny za produkcję i logistykę: „Pomimo kryzysu związanego z koronawirusem, pracujemy nad innowacjami i dążymy do tego, aby druk 3D był bardziej wydajny i zapewniał jakość odpowiednią do zastosowania na linii produkcyjnej”.

Innowacyjne drukarki 3D

**Volkswagen jest coraz bliższy wykorzystania innowacyjnych drukarek 3D w produkcji samochodów. Po raz pierwszy, w głównym zakładzie w Wolfsburgu, do produkcji komponentów jest wykorzystywany najnowszy proces druku 3D, znany jako „binder jetting” (natrysk spoiwa). **

Podczas gdy w konwencjonalnym druku 3D do tworzenia elementu warstwa po warstwie z proszku metalicznego wykorzystuje się laser, w procesie natryskiwania spoiwa używa się kleju. Powstały w ten sposób metalowy element jest następnie podgrzewany i kształtowany. Zastosowanie technologii natrysku spoiwa zmniejsza koszty i zwiększa wydajność – elementy ważą, na przykład, o połowę mniej niż te wykonane z blachy stalowej. W tej chwili Volkswagen jest jedynym producentem samochodów, który wykorzystuje technologię druku 3D w procesie produkcji aut. „Pomimo ciągłych wyzwań związanych z pandemią koronawirusa, wciąż pracujemy nad innowacjami” – mówi Christian Vollmer, członek zarządu marki Volkswagen odpowiedzialny za produkcję i logistykę. „Wspólnie z naszymi partnerami dążymy do tego, aby w nadchodzących latach druk 3D stał się jeszcze bardziej wydajny i nadawał się do zastosowania na linii produkcyjnej”.

Automatyzacja coraz bliżej

Cedrik Neike, członek zarządu Siemens AG i dyrektor generalny Digital Industries: „Jesteśmy bardzo dumni, że możemy wspierać Volkswagena naszymi innowacyjnymi rozwiązaniami druku 3D. Nasze rozwiązania w zakresie automatyzacji i oprogramowania procesu druku 3D przodują w zastosowaniach przemysłowych. Dzięki tej technologii Volkswagen będzie mógł szybciej, bardziej elastycznie i przy mniejszym zużyciu materiałów opracowywać i produkować komponenty”.

W ciągu ostatnich pięciu lat Volkswagen zainwestował w rozwój technologii druku 3D dwucyfrową kwotę wyrażoną w milionach euro. Ponadto nawiązano współpracę w zakresie oprogramowania z Siemensem i rozszerzono dotychczasową współpracę z producentem drukarek – HP Inc. Wraz z pierwszym zastosowaniem w produkcji technologii „binder jetting”, Volkswagen zdobywa cenne doświadczenie. Dzięki temu łatwiej może – na przykład – określić, które komponenty w przyszłości będą mogły być produkowane bardziej ekonomicznie i szybciej oraz jak tego typu produkcja wspiera cyfrową transformację w Volkswagenie.

Współpraca z Siemens

HP dostarcza Volkswagenowi potrzebne, zaawansowane technologicznie drukarki, a Siemens – oprogramowanie do nich. Jednym z kluczowych etapów procesu druku 3D, nad którym Siemens i Volkswagen pracowali wspólnie, jest optymalizacja ułożenia komponentów w komorze roboczej drukarki. Technika ta, znana jako zagnieżdżanie, umożliwia wyprodukowanie dwukrotnie większej liczby części podczas jednej sesji drukowania.

Latem tego roku trzy firmy zamierzają utworzyć wspólny zespół ekspertów w centrum zaawansowanego druku 3D, które zostało otwarte w Wolfsburgu pod koniec 2018 roku. Umożliwia ono produkcję złożonych części samochodowych przy użyciu druku 3D. Centrum szkoli również pracowników w zakresie korzystania z tych technologii.

Volkswagen zakłada, że do 2025 roku za pomocą druku 3D będzie produkować w Wolfsburgu do 100.000 elementów rocznie. Do zakładu w Osnabrück, w celu uzyskania certyfikatu, trafiły pierwsze komponenty wykonane w procesie „binder jetting” – elementy słupka A T-Roca w wersji kabriolet. Ważą one prawie o połowę mniej niż konwencjonalne, wykonane z blachy stalowej. Już tylko redukcja masy sprawia, że proces druku 3D jest szczególnie interesujący do zastosowań w produkcji samochodów. Volkswagen z powodzeniem przeprowadził już testy zderzeniowe samochodów z elementami metalowymi wykonanymi techniką druku 3D. Do tej pory produkcja większej liczby elementów nie była wystarczająco opłacalna. Nowa technologia i współpraca sprawiają, że wykorzystanie druku 3D na linii produkcyjnej będzie ekonomicznie opłacalne.

Ponad milion komponentów wydrukowanych w ciągu 25 lat

Volkswagen używa druku 3D od 25 lat. Początkowo na potrzeby działu rozwoju technicznego, co miało przyspieszyć rozwój samochodów i obniżyć koszty ich powstawania. W tej chwili aż 13 działów zakładu w Wolfsburgu wykorzystuje różne procesy drukowania w produkcji elementów z tworzyw sztucznych oraz z metalu. Typowe przykłady to plastikowe elementy prototypów, jak konsole środkowe, poszycia drzwi, deski rozdzielcze oraz zderzaki. Do drukowanych elementów metalowych należą kolektory dolotowe, chłodnice, wsporniki i łączniki. W ciągu ostatnich 25 lat w procesie druku 3D wyprodukowano w sumie ponad milion komponentów.

Współpraca Volkswagena z Siemensem jest częścią szerokiego strategicznego partnerstwa w dziedzinie cyfrowych platform produkcyjnych. Członek zarządu Volkswagena, Christian Vollmer: „Cieszę się, że w firmie Siemens mamy silnego i innowacyjnego partnera. Dzięki temu możemy rozpocząć pracę nad procesami produkcji samochodów w przyszłości. Przykład druku 3D pokazuje, że w transformacji procesu produkcji kryje się wiele różnorodnych sposobów na innowacje”.

Wpływ druku 3D na branżę motoryzacyjną

Wprowadzenie druku 3D do produkcji seryjnej samochodów otwiera nowe możliwości dla całej branży motoryzacyjnej. Pozwala na szybsze wdrażanie innowacji, personalizację pojazdów oraz optymalizację procesów produkcyjnych. Redukcja masy komponentów przekłada się na niższe zużycie paliwa i mniejszą emisję CO2, co wpisuje się w globalne trendy ekologiczne.