کاربردهای پرینتر سه بعدی در تولید خودروهای برقی
محبوبیت خودروهای برقی (EVs) از تویوتا پریوس شروع شد؛ یه خودروی هیبریدی که با ترکیبی از موتور احتراق داخلی و باتری نیکل-هیدرید فلزی کار می‌کرد. از زمان معرفی پریوس، خیلی از خودروهای هیبریدی و برقی^ دیگه وارد بازار شدن و هر سال هم تعداد ماشین‌های برقی بیشتر و بیشتر می‌شه. مثلاً تو سال ۲۰۲۰، حدود ۳.۱ میلیون خودرو برقی فروخته شد و فقط تو نوامبر ۲۰۲۱، بیشتر از ۷۲۱ هزار خودروی برقی فروخته شد که رکورد فروش ماهانه بود و نشون می‌ده علاقه به این نوع خودروها هر روز داره بیشتر می‌شه. این روند هم انگار قصد کند شدن نداره.
شرکت جنرال موتورز اعلام کرده که می‌خواد تا سال ۲۰۳۵ تولید خودروهای بنزینی رو متوقف کنه و تمام ناوگانش رو با ماشین‌های بدون آلایندگی جایگزین کنه. همچنین رئیس جمهور بایدن اعلام کرده که قراره ناوگان دولتی که بیشتر از ۶۴۵ هزار خودرو داره، به خودروهای برقی تغییر پیدا کنه. هدفش هم اینه که تا سال ۲۰۳۰، نیمی از خودروهای جدید فروخته شده برقی باشن. بلومبرگ مارکتز پیش‌بینی کرده که تا سال ۲۰۴۰، بیشتر از دو سوم فروش جهانی خودروها برقی خواهد بود، و ادیسون الکتریک هم تخمین زده که تا سال ۲۰۳۰، فروش خودروهای برقی به ۳.۵ میلیون دستگاه در سال می‌رسه.
کاربرد پرینت سه بعدی در تولید خودروهای برقی
پرینت سه بعدی، راهی برای تسریع تولید و موفقیت در بازار خودروهای برقی
واضحه که آینده صنعت خودرو برقیه و حالا وقتشه که شرکت‌ها برای تولید خودروهای برقی خودشون دست به کار بشن. رقابت تو بازار تولید خودرو سخت شده، اما استفاده از پرینت سه بعدی می‌تونه کار رو راحت‌تر کنه و به سازندگان قطعات اصلی خودروها (OEMs) کمک کنه تا تو دنیای روزبه‌روز برقی‌شده، موفق بشن.
مطلب مرتبط: ۵ برابر سریعتر و ۹۰٪ هزینه کمتر در پرینت قطعات خودرو
در مقایسه با روش‌های تولید سنتی، پرینت سه بعدی این امکان رو می‌ده که قطعات سبک‌تر باشن و شخصی‌سازی بیشتری داشته باشن، در حالی که از مشکلات زنجیره تامین که اخیراً تو تولید خودروها مشکل‌ساز شده، جلوگیری می‌کنه. با توجه به حجم نسبتاً پایین تولید و تقاضای نامشخص ولی رو به رشد، تولیدکنندگان و تامین‌کنندگان خودروهای برقی می‌تونن از انعطاف‌پذیری، سرعت و مقرون‌به‌صرفه بودن پرینت سه بعدی بهره‌مند بشن.
مزایای پرینت سه بعدی در خودروهای برقی
پرینت سه بعدی تو صنعت خودروهای برقی کلی مزیت داره. اگه این فناوری رو تو چرخه تولید خودروهای برقی به کار ببری، می‌تونی از مزایای زیادی بهره ببری:
طراحی قطعات پیچیده، کاهش وزن و افزایش عمر باتری
صنعت خودرو سال‌ها دنبال روش‌هایی بوده که بتونه خودروها رو سبک‌تر کنه، چون وزن کمتر یعنی مصرف سوخت کمتر. تو خودروهای برقی، قطعات سبک‌تر باعث می‌شن عمر باتری بیشتر بشه. بنابراین، تولیدکننده‌ها دارن همه جوره سعی می‌کنن راه‌هایی برای کاهش وزن خودروها پیدا کنن، بدون اینکه از کیفیت یا ایمنی کم بشه. این مطلب را مطالعه کنید: تسلا به دنبال تحول در صنعت خودرو با چاپ سه بعدی شنی.
اینجا پای پرینت سه بعدی به میون میاد. این فناوری به مهندس‌ها این امکان رو می‌ده که با استفاده از مواد کمتر، هندسه‌های پیچیده و ارگانیک طراحی کنن که تو روش‌های سنتی تولید سخت‌تره. علاوه بر این، می‌شه چند قطعه رو تو یه قطعه واحد ترکیب کرد که تقریباً نیاز به مونتاژ نداره. محصول نهایی معمولاً از قطعات جوش‌خورده یا مونتاژی سبک‌تره و در خیلی از موارد از لحاظ استحکام هم می‌تونه با قطعات تولید شده به روش سنتی برابری کنه. توانایی پرینترهای سه بعدی برای ساخت قطعات پیچیده هم توی استفاده بهینه از فضای باتری کمک می‌کنه، چون طراح‌ها می‌تونن محفظه‌هایی با دیواره‌های نازک و شکل‌های پیچیده و قابل انباشت بسازن.
استفاده از مواد متنوع و بهبود عملکرد حرارتی
هرچند پرینت سه بعدی یه زمانی به‌خاطر محدود بودن مواد سازگارش معروف بود، اما طی چند سال گذشته این محدودیت‌ها خیلی کمتر شده. الان کلی مواد مختلف وجود داره که استانداردهای خودروسازی رو تامین می‌کنن و می‌تونن به کاهش وزن خودرو کمک کنن. مثلاً بعضی مواد می‌تونن تا ۲۰ درصد وزن کمتری نسبت به مواد سنتی مثل پلی‌بوتیلن ترفتالات تقویت شده با الیاف شیشه (PBT) داشته باشن. حتی می‌تونی مواد سفارشی پرینت سه بعدی رو با ویژگی‌های مکانیکی خاص فرموله کنی اگه مواد موجود جوابگو نباشن.
علاوه بر این، خیلی از موادی که با پرینت سه بعدی سازگار هستن، عملکرد حرارتی بهتری نسبت به مواد سنتی دارن و می‌تونن به افزایش عمر باتری‌های خودروهای برقی کمک کنن. باتری‌های خودروهای برقی باید تو دمای معتدل نگه‌داشته بشن، دمای ۵۰ درجه فارنهایت برای نگهداری و ۷۷ درجه فارنهایت برای شارژ و رانندگی ایده‌آله. اما نگه‌داشتن این دما با استفاده از قطعات فلزی یه کم سخته. از طرف دیگه، محفظه‌ها و مبدل‌های حرارتی که با پرینت سه بعدی ساخته می‌شن، به مهندس‌ها گزینه‌های متریالی بیشتری می‌ده که می‌تونن دمای باتری رو بهتر کنترل کنن.
تولید کم‌هزینه در حجم پایین
وقتی تولید انبوه داری، قالب‌گیری تزریقی گزینه ایده‌آلیه، ولی برای تولید در حجم پایین، هزینه ساخت ابزارآلات قالب‌گیری می‌تونه خیلی گرون و غیرعملی باشه. با اینکه تقاضا برای خودروهای برقی داره سریع رشد می‌کنه، ولی هنوز اندازه بازارش به خودروهای بنزینی نمی‌رسه. به همین خاطر، استفاده از پرینت سه بعدی که تو حجم پایین به‌صرفه‌تره، می‌تونه به شرکت‌ها کمک کنه تا قطعات موردنیازشون رو با هزینه مناسبی برای هر قطعه تولید کنن. >> این مقاله رو مطالعه کن که انتخاب بهترین روش برای پروژه شماست: پرینت سه بعدی یا قالب گیری تزریقی؟
کاهش زمان ورود به بازار
چون تو پرینت سه بعدی نیازی به ساخت ابزار نیست، می‌تونی زمان تولید رو خیلی سریعتر کنی. در مقایسه با زمان تحویل قالب‌گیری تزریقی، پرینت سه بعدی می‌تونه تا ۵۰ درصد زمان تحویل رو کاهش بده، که این باعث می‌شه فرآیند تکرار و تولید نهایی سریعتر انجام بشه. در نتیجه، شرکت‌ها می‌تونن به‌طور چشمگیری زمان توسعه خودروها رو با استفاده از پرینت سه بعدی کاهش بدن.
سفارشی‌سازی راحت خودروها
نبود نیاز به ابزارآلات تولید باعث می‌شه که تغییر طراحی‌ها و ارائه گزینه‌های سفارشی‌سازی هم راحت‌تر و خیلی ارزون‌تر بشه. با پرینت سه بعدی، مشتری‌ها می‌تونن به‌راحتی همه چیز رو از لوگوها گرفته تا پایه‌ها، طبق سلیقه خودشون سفارشی کنن، بدون اینکه هزینه یا زمان تولید زیاد بشه.
جلوگیری از مشکلات زنجیره تامین
وقتی از روش‌های سنتی تولید استفاده می‌کنی، معمولاً با مشکلات زنجیره تامین مواجه می‌شی به‌خصوص با مشکلات جهانی اخیر زنجیره تامین. اما پرینت سه بعدی این امکان رو می‌ده که شرکت‌ها از خیلی از این موانع عبور کنن، چون می‌تونن قطعات رو هر جایی که خودشون یا شریک‌های تولیدی‌شون چاپگر سه‌بعدی دارن، تولید کنن. به‌جای اینکه منتظر روش‌های سنتی تولید و ارسال بشی، می‌تونی قطعات رو به‌صورت آنی از هر جای دنیا طراحی و چاپ کنی.
کاربردهای رایج پرینت سه بعدی در تولید خودروهای برقی
خیلی از صنایع از پرینتر سه بعدی برای نمونه‌سازی استفاده می‌کنن چون این روش سریعه و مقرون‌به‌صرفه. صنعت خودروهای برقی هم از این قاعده مستثنی نیست. علاوه بر این، شرکت‌ها از پرینت سه بعدی برای ساخت ابزارهای لازم مثل جیگ‌ها، فیکسچرها و سایر ابزارهای موردنیاز تو فرآیند تولید و نمونه‌سازی با هزینه کم استفاده می‌کنن.
وقتی بحث به قطعات نهایی می‌رسه، شرکت‌ها از فناوری پرینت سه بعدی برای ساخت انواع قطعات مثل جعبه‌های باتری تا قاب‌های نورپردازی استفاده می‌کنن. محفظه‌ها، تریم‌ها، کلیپس‌ها، نشان‌ها، پایه‌ها و حتی مسیرهای هوا، مایعات و سیم‌ها رو می‌شه با پرینت سه بعدی تولید کرد. بعضی از شرکت‌ها حتی پورت‌های شارژ، درپوش‌ها، قطعات سیستم تهویه (HVAC)، پایه‌ها و کلاهک‌ها رو هم چاپ می‌کنن.
وقتی بحث به کانکتورهای الکتریکی می‌رسه، پرینت سه بعدی خیلی محبوب شده. چون این قطعات معمولاً کوچیکن و نیاز به دقت بالایی دارن که این کار هزینه‌های قالب‌گیری تزریقی سنتی رو افزایش می‌ده. حتی ممکنه در آینده بتونیم باتری‌های خودروهای برقی رو هم با پرینت سه بعدی به صورت انبوه تولید کنیم. ممنون از توجه و همراهی شما با 3dParsi.
