Otomotiv Sektöründe 3D Yazıcı Teknolojisi

Hızlı ve esnek üretim özellikleri ile 3D yazıcılar otomotiv ve otomotiv yedek parça sektörünün vazgeçilmezi haline geldi. Prototiplemeden yedek parça üretimine, kompleks geometrileri üretebilmeden hızlı ve düşük maliyetli üretime kadar sağladığı kolaylıklar sayesinde 3D yazıcılar otomotiv sektörüne farklı bir boyut kazandırmıştır. Rekabet ortamında öne geçmek isteyen markalar ise fark yaratacak tasarımlarını hızla gerçeğe dönüştürmek için 3D yazıcı teknolojisini kullanmaktalar.

Prototipleme

Prototipleme, test etme ve performans doğrulama için 3D baskının kullanılması şu anda otomotiv endüstrisindeki teknolojinin en popüler uygulamalarından biridir. Tasarım aşamasında olan bir aracın prototiplenmesi ve gerçeğe uygun şekilde üretilerek test edilmesi 3D yazıcı teknolojisi ile mümkün olabilmektedir. Tasarım aşamasında farklı malzemeler ile basım yapabilme özellikleri ile 3D yazıcılar kullanılarak bir çok parça üretilmektedir. Bir aracın yaklaşık 30.000 parçadan oluştuğunu düşünürsek, 3D yazıcılar ile farklı malzemelerden parça üretilmesi büyük avantaj sağlamaktadır.  Kompleks geometrilerdeki tampon, ızgara, çamurluk gibi parçalar üretilmektedir. Ayrıca küçük işlemler ile basılan parçaların görünümünün pürüzsüz olması ve boyanabilmesi büyük avantaj sağlamaktadır. Basılan parçalar kolayca birleştirilerek sınırsız boyutta ürünler tasarlanabilmektedir. Audi 3D yazıcı teknolojisini kullanarak prototipleme yapan markalardan biridir. Yeni bir araç üretime girmeden önce, Ingolstadt’daki Audi Pre-Series Merkezi, yeni tasarım ve konseptleri değerlendirebilmek için marka için fiziksel modeller ve prototipler oluşturur. Polimer 3D baskının kullanımı, Audi Pre-Series Center’daki otomotiv tasarım sürecinin ayrılmaz bir parçası haline geldi ve ekibin geleneksel süreçlerin sınırlamalarının üstesinden gelmesine ve tasarım doğrulamasını hızlandırmasına olanak tanıdı. Örneğin arka kapak lambalarını geleneksel yöntemlerle prototiplemek için kalıplama kullanılarak parça parça üretilmesi ve montajlanması gerekmektedir. Ürünün pazara sunulmasını geciktiren bu yöntem, 3D baskı  teknolojisi ile yer değiştirdi. 3D baskı sayesinde prototip hazırlama sürelerini %50’ye kadar azaltarak ekibin tek bir baskıda tamamen şeffaf, çok renkli arka lamba kapakları oluşturmasına olanak sağladı. Bir başka örnekte Volkswagen Europa montaj fabrikası, üçüncü taraf tedarikçilerden tedarik etmek yerine, kendi bünyesinde takım ekipmanı üretmek için 3D yazıcı teknolojisini kullanıyor. Şirket, bir pilot proje için 2014 yılında kalıp için 3D baskıyı kullanmaya başladı. Pilotun başarısı, Volkswagen’i takım üretiminin büyük bir bölümünü 3D baskıya geçirmeye ikna etti. Takımlar için 3D baskının kullanılmasının Volkswagen’i 2017’de yaklaşık 325.000 € tasarruf ettirirken ergonomiyi, üretkenliği ve operatör memnuniyetini artırdığı gözlendi.

Tasarım Kolaylığı

3D baskı ile hafif ve montajı kolay ürünler üretilebilmektedir. Bu özellikleri ile orijinal ürün üreticileri (OEM) 3D yazıcı teknolojisini tercih etmektedirler. Hafif bileşenler üreterek araçların ağırlığını azaltarak yakıt tüketimini düşürür. Ağırlığı azaltmak OEM’ler için önemli olduğundan tasarım mühendisleri, tasarım iyileştirmeleri ve üretimsel tasarım gibi araçları birleştirmek için 3D baskıdan yararlanıyorlar. Ayrıca geleneksel üretim yöntemleri ile son bileşeni oluşturmak için tipik olarak birden çok bileşeni üretmek gerekiyordu. 3D baskının tasarım özgürlüğü ile hem montaj gerektirmeyen hem de hafif tasarımlar üretilebilir oldu. Bu yaklaşımla, 3D baskı, montaj aşamasında ihtiyaç duyulan bileşen sayısını azaltarak montaj sürecini basitleştirebilir. Birden fazla parça ihtiyacının üstesinden gelmek, hem malzeme kullanımını hem de montaj süresini veya maliyetlerini azaltmaya yardımcı olur.

Kompleks Geometrideki Yapıları Üretme

3D baskı, geleneksel üretim yöntemleriyle başka türlü mümkün olmayacak karmaşık tasarımlar oluşturmak için otomobil üreticileri tarafından kullanılmaktadır. 3D yazıcılar, kompleks geometrik parçaları basabilme özellikleri sayesinde otomobil tasarımcılarına özgürlük alanı sağlamaktalar. Araçlarda bulunan klima ızgarası, manifold, çamurluk gibi kompleks ve ters açılı geometrik parçaların üretiminde 3D yazıcılar kullanılmaktadır. Araçların tasarımı yapılırken 3D teknolojsi kullanım özgürlüğünün olması hem maliyeti hem de süreyi büyük oranda düşürmektedir. Örneğin parantezler, mühendislerin geleneksel üretim yöntemleriyle kısıtlandığı geçmişte optimize edilmesi zor olan küçük ve oldukça sıradan parçalardır. Günümüzde mühendisler, optimize edilmiş braketler tasarlayabilir ve bu tasarımları 3D baskı yardımıyla hayata geçirmekteler. Rolls Royce, kısa süre önce parantezler için 3D baskının yeteneklerini kullanarak yeni metal bileşen tasarımlarını sergiledi. Maliyet tasarrufu, daha hızlı üretim ve tasarım optimizasyonu, genellikle parantezler için 3D yazıcı teknolojisini kullanmanın temel nedenleridir. Rolls Royce örneğinde, ekip, belirli, benzersiz parçayı tanımlayan numaralarla birlikte, 3D baskılı marka adı ve bir QR kodu dahil olmak üzere bazı harika özellikleri parçalara dahil edebildi. Üretim süreci sırasında bu özellikler yalnızca 3D baskı teknolojisi ile üretilebilmedir.

Kişiselleştirme

Üretimin kitlesel özelleştirmeye gittikçe daha fazla yönelmesiyle, otomotiv OEM’leri, müşterilerinin ihtiyaçlarına göre uyarlanmış araçlar yaratırken 3D baskı teknolojisini kullanıyor. Sektörün lüks ve motor sporları segmentinde şirketler, bir aracın hem iç hem de dış parçaları için kişiselleştirilmiş parçalar üretmek için teknolojiyi zaten kullanıyor. Müşterilere özelleştirme seçenekleri sunmak, otomobil üreticilerinin müşteri deneyimini iyileştirmeyi ve rekabet avantajlarını artırmayı amaçlamasının bir yoludur. 3 boyutlu baskı teknolojisi ile özelleştirmeyi özellikle lüks araç üreticileri benimsiyor. Örneğin Mini, Alman-İngiliz otomobil üreticisi olarak müşterilerine döşeme bileşenleri ve kapı kolları gibi özelleştirilmiş parçaları üretebilmek için 3D baskıya yöneldi. Başka bir örnekte, Porsche, özelleştirme için 3D baskıdan yararlanan spor araba koltukları için yeni bir konsept tanıttı. Mayıs 2020 gibi erken bir tarihte, Avrupa yarış pistlerinde kullanılmak üzere 40 prototip koltuğu 3B yazdırmayı planlıyor ve müşteri geri bildirimleri, 2021 ortası için son sokak yasal modelleri geliştirmek için kullanılıyor. Porsche, genel olarak koltuğu müşterinin özel vücut hatlarına göre kişiselleştirerek koltuk özelleştirmesini sertlik ve rengin ötesine taşımak istiyor.

Yedek Parça

Yedek parça yönetiminde nihai hedef, yedek parça üretim maliyeti, teslim süresi ve stokta tutulması gereken parça hacmi arasındaki dengeyi sağlamaktır. Bu noktada hızlı üretim, düşük maliyeti ile 3D yazıcı teknolojisi sektör için vazgeçilmez oldu. Dijital bir üretim teknolojisi olan 3D baskı, bazı yedek parçaların sanal bir envanterde depolanmasını ve ihtiyaç anında üretilmesini sağlayarak, depolama maliyetlerini düşürmekte ve hizmeti iyileştirmektedir. Geleneksel teknolojilere kıyasla daha az sabit maliyetle, 3D baskı aynı zamanda düşük hacimli üretim için daha uygun maliyetli olduğunu kanıtlıyor. Yedek parça sektöründe maliyeti karşılaması açısından üretilen parçalar çok sayıda üretilmekteydi. Bu üretilen parçaların depolanmasına da ayrıca bütçe ayrılıyordu. Tüm bu işlemlere kadar yedek parça stoğunu dengelemek ve bütün yedek parçalara ulaşabilmek oldukça güç olmaktaydı. Ancak 3D yazıcı sektörünün gelişmesi ile birlikte bütün yedek parçaların tasarımları sanal ortamda tutulmakta ve gerektiğinde kısa süre içinde 3D yazıcılar ile üretilebilmektedir. 3D yazıcılar ile hem ürünlerin depolanma sorunu hem de stok yönetimi sorunu çözülmüş oldu. Müşterilere yedek parçaların teslimat süresi ise farklı bir problemdi çünkü dünyanın öbür ucundaki müşteriye yedek parçayı göndermek haftalar sürebiliyordu. Yeni teknoloji ile 3D yazıcı bulunan dünyanın herhangi bir yerinde istenilen parçalar basılabilmektedir. Otomobil üreticileri 3D baskı için yeni uygulamalar bulmaya devam ederken son parça üretimi için 3D baskının kullanımı giderek daha fazla ilgi görmektedir. 3D baskı teknolojisi ile üretim yapmada atılan her adım otomotiv sektörünü geliştirirken gelecekte bizleri nelerin beklediği büyük merak konusu oluyor.