Концепт-кары - это воплощение идей в двухмерные эскизы, а затем в трехмерные прототипы. Этот процесс отражает будущее производства в автомобильной промышленности. Недавние попытки разработать концептуальные автомобили основаны на желании рынка иметь функционально интеллектуальные и безопасные автомобили. Лидеры автомобильных инженерных решений стремятся использовать алгоритмы и передовые технологии для реализации концепт-каров.
С помощью быстрого прототипирования и разработки продуктов, концепт-кары в последнее время нашли место в биомимикрии, где проблемы инженерного дизайна и функциональности решаются путем имитации искусства, найденного в природе. Например, швейцарская компания по разработке автомобильных инженерных решений EDAG черпает свои концепции из естественно сформированных скелетных структур, таких как панцирь черепахи. Очевидно, что такая конструкция выглядит более удобной и защищенной при использовании в концепции автомобиля.
Роль быстрого прототипирования
В ответ на эти концепции и подходы в автомобильной инженерии продолжает расти потребность в соответствующих передовых производственных технологиях. Производство в автомобильной промышленности в последнее время значительно изменилось благодаря дизайну и технологиям.
Первоначально суть передовых технологий в обрабатывающей промышленности заключалась в обеспечении более эффективных и быстрых циклов разработки. Например, автоматизированное производство способствовало быстрому производству, однако считалось расточительным и неэффективным без более надежных циклов разработки продукта. Учитывая, что все это происходит за счет жестких рыночных требований и сроков, такие продукты могут быть дорогостоящими. Эта дилемма потребовала использования более эффективных услуг и подходов к предварительному прототипированию.
Последние достижения в области быстрого прототипирования в автомобильной промышленности позволили дизайнерам и производителям автомобилей разрабатывать прототипы, которые точно имитируют конечный продукт. При прототипировании применяются точные технологии создания моделей автомобильных деталей с помощью аддитивного производства и оборудования с ЧПУ.
3D печать для концепт-каров
3D печать превратилась из простого метода печати в основную технологию аддитивного производства в автомобильной промышленности. Разработчики концепт-каров стремятся использовать 3D печать для преобразования своих эскизов в физические модели. Благодаря послойному добавлению материалов 3D печать создает прототипы и детали продуктов на основе цифровых моделей из передового программного обеспечения САПР. В результате получается сложный и точный продукт, отвечающий требованиям дизайна и функциональности для использования при производстве интерьеров и экстерьеров автомобилей.
В целом 3D печать существенно повлияла на процесс прототипирования. В будущем, когда разработка автомобилей от концепции до конечного продукта должна будет проходить быстро, это может оказаться важной технологией для производителей.
3D печать позволяет совершать быструю и точную разработку, а также помогает в проведении тестирования моделей автомобилей, и , сокращает общее время разработки продукта. Процесс быстрого прототипирования начинается с проектирования новой детали или модели автомобиля с использованием программного обеспечения САПР. Размеры, геометрия и детали этой конструкции основаны на весе, характеристиках и предпочтениях.
Основываясь на дизайне, производитель выбирает материалы, которые будут использованы для прототипа. В 3D печати в сфере прототипирования используется широкий спектр материалов в зависимости от цены, точности и качества, включая нейлон PA12, смолу, пластик из полимолочной кислоты и термопластичный полиуретан. Фактическая печать — это производственный процесс, в котором эти материалы дополнительно используются для создания деталей-прототипов конструкции перед сборкой и функциональным тестированием.
3D сканирование классических автомобильных деталей
Быстрое прототипирование с использованием 3D печати обычно применяется для функциональной настройки автомобилей, а также для производства запасных частей и инструментов. В прошлом предприятия по реставрации классических автомобилей сталкивались с проблемой нехватки запчастей. Теперь производители могут изучать изображения моделей автомобилей и создавать конструкции недостающих деталей, прежде чем изготавливать их из стали с помощью 3D печати.
Британский производитель Jaguar Land Rover, например, недавно применил повторное 3D сканирование для производства одного из своих классических коллекционных автомобилей XKSS, выпущенного в 1957 году. С помощью 3D технологий производителю удалось восстановить двигатели внутреннего сгорания с зажиганием для автомобиля.
Примеры 3D печатных автомобильных деталей
3D печать уже широко используется не только для концепт-каров, но и для реальных автомобилей. Например, партнерство между поставщиком услуг 3D печати 3DGBIRE и Briggs Automotive Company (BAC), позволило напечатать 40 автомобильных деталей, используя для этой цели 3D принтеры
Представленные модели Mono и Mono R используют новейшие гоночные технологии и считаются лучшим спортивным оборудованием для любителей вождения. Эти автомобили отдают приоритет водителю и спроектированы как автомобили, дающие максимальный комфорт для водителя.
Роль ЧПУ в создании концепт-каров
Традиционные методы производства также используются при создании концепт-каров.
Обработка с ЧПУ часто применяется в качестве альтернативы или дополнительной к технологии 3D печати для услуг по прототипированию. Это помогает достичь желаемой геометрии, веса и точности размеров. Например, производство автомобилей Формулы-1 значительно выиграло от точности услуг прототипирования на базе ЧПУ. Такой метод производства позволяет достаточно быстро изготовить прототипы из разных пластмасс и металлов.
С учетом каких-либо будущих разработок, использование как 3D печати, так и обработки с ЧПУ будет способствовать успешному созданию концепт-каров.
3D печать поддерживает преобразование 2D-эскизов в 3D прототипы. В частности, технология позволяет проектировать и стилизовать интерьер и экстерьер автомобиля, используя алгоритмы для создания сложных шаблонов и концептуальных моделей.
С другой стороны, прототипирование с ЧПУ помогает с дизайном поверхности и такими аспектами внешнего вида, как геометрия и узоры. В целом, производство с ЧПУ обеспечивает преимущества автоматизации, долговечность и надежность продукции, а 3D печать хороша для индивидуальной настройки и производства сверхлегких деталей.
Производители концепт-каров используют передовые технологии для производства. На данный момент эффективность 3D печати в прототипировании указывает на то, что метод можно использовать для автоматического преобразования 2D-эскизов автомобилей в 3D продукты.
Производители черпают вдохновение для создания концепт-каров в природе. Частично это связано с предполагаемой эффективностью и функциональной надежностью естественных опорных структур и систем. Исследователи полагают, что в течение десятилетия или двух достижения в области 3D печати и механической обработки помогут реализовать быструю и полную разработку концепт-каров: от прототипа до конечного продукта.
