Ford wykorzystuje technologię drukowania 3D w celu zredukowania czasu potrzebnego na opracowanie danego modelu poprzez tworzenie prototypowych części, które są następnie analizowane przez inżynierów i projektantów oraz poddawane koniecznym modyfikacjom.
Tradycyjne metody budowania prototypów wymagają zastosowania specjalistycznych narzędzi i są z reguły czasochłonne. Wydrukowanie części w 3D zajmuje tylko kilka godzin i kosztuje ok. 1 000 euro, co pozwala ekspertom eksperymentować z bardziej radykalnymi i innowacyjnymi projektami.
W przypadku Forda GT, projektanci wykorzystali technikę laserowego drukowania przestrzennego w celu stworzenia kierownicy w stylu F1 ze zintegrowanymi przyciskami sterującymi, a także łopatek do zmiany biegów. Ponadto, inżynierowie wydrukowali również najważniejsze elementy strukturalne drzwi otwieranych do góry.
Klienci Forda, którzy posiadają własną drukarkę 3D mogą skorzystać z oferty Ford 3D Store, czyli pierwszego autoryzowanego przez producenta samochodów sklepu internetowego z plikami 3D zawierającymi podzespoły aut. Oprócz własnego Forda GT, można wydrukować 1 000 innych modeli, w tym Forda Focusa ST, Forda Fiestę ST i Forda F-150 Raptor w specyfikacji amerykańskiej.
Ford zakupił drukarkę 3D w 1988 r., przy czym była to trzecia z kolei maszyna wyprodukowana na świecie. Od tego czasu firma stworzyła 500 tys. części 3D, a ostatnią z nich była pokrywa silnika dla nowego Forda Mustanga. Dzisiejsze drukarki są szybsze, wydajniejsze i dokładniejsze, co pozwala tworzyć prototypy podzespołów silnika, kół, a nawet skomplikowane detale wykończeniowe.
Pierwszym krokiem do urzeczywistnienia projektu jest stworzenie szkicu przez zespół Ford Design. Modelarze pracujący z gliną tworzą następnie model w skali oraz wersję pełnowymiarową auta, aby ocenić proporcje i dopracować projekt. Jednocześnie, eksperci ds. wizualizacji cyfrowej budują model z wykorzystaniem metody CAD. Dwa modele opracowywane są w tym samym czasie, co pozwala wykorzystać zalety obu technik. Niektóre części powstają z gliny, a inne – bardziej złożone – są opracowywane komputerowo i często drukowane w 3D. W tym przypadku dużą rolę odgrywa zespół Rapid Prototype z siedzibą przy europejskiej centrali Forda w Kolonii w Niemczech.
W zależności od wymagań ze strony projektantów Ford Design lub inżynierów, zespół Rapid Prototype ocenia projekt i dobiera jedną z wielu technik – w tym druk 3D – aby stworzyć wymagany element. Drukowanie przestrzenne wymaga zastosowania oprogramowania CAD, które „potnie” elementy na cienkie, jak papier warstwy, które posłużą do wydrukowania prototypu 3D.
W ten sposób tworzy się szablon dla drukarki 3D. Wybór materiału, z którego zostanie wykonany dany element – plastik, piasek lub metal – uzależniony jest od tego, jak wytrzymała musi być ta część. Warstwa po warstwie, materiały są ze sobą łączone w pożądany kształt z wykorzystaniem lasera. Po wydrukowaniu całości nadmiar materiału jest rozpuszczany i część jest odpowiednio wykańczana, na przykład poprzez szlifowanie lub malowanie. Gotowa część jest następnie dostarczana do odpowiedniego studia projektowego lub oddziału testowego i może być od razu wykorzystywana do testów.
Decyzja o wykorzystaniu podzespołów drukowanych w 3D w procesie powstawania nowego supersamochodu Ford GT była podyktowana precyzją, jaką można uzyskać w tym procesie. Wyścigowa wersja Forda GT, która w przyszłym roku powalczy w Le Mans w ramach ogólnoświatowych wyścigów długodystansowych FIA World Endurance Championship, również wykorzystuje zalety tej technologii – dzięki niej stworzono kolektor dolotowy dla wyścigowego silnika EcoBoost.
Druk przestrzenny pozwolił również inżynierom Forda przetestować setki różnych projektów dla nowego Forda Mondeo Vignale, czyli pierwszego modelu z gamy Ford Vignale oferującego klientom spersonalizowane doświadczenia wynikające z użytkowania produktu segmentu premium. Wśród prototypowych podzespołów stworzonych w 3D znalazły się heksagonalne elementy Vignale zastosowane w górnej części osłony chłodnicy z aluminiowymi ozdobnikami, matowym, ciemnym wykończeniem metalicznym oraz polerowanymi aluminiowymi obwódkami, jak również połyskujące dolne elementy osłony chłodnicy z chromowanymi poprzeczkami oraz detale wykończeniowe drzwi.
Projektanci wykorzystali również druk 3D do oceny projektu oznaczeń Vignale i zewnętrznych elementów dekoracyjnych wyciętych z nylonu. Dedykowane, 19-calowe obręcze aluminiowe Vignale oraz podwójne, chromowane końcówki układu wydechowego również zostały wydrukowane.
Ford współpracuje w USA z firmą Carbon3D w celu opracowania programów szybkiego tworzenia prototypów i rozwinięcia możliwości produkcyjnych na niewielką skalę. Współpraca partnerska ma też na celu wsparcie rozwoju materiałów do drukowania przestrzennego, które zniosą duże obciążenia, wysokie temperatury i wibracje generowane podczas testowania samochodów.
Technologia drukowania 3D typu CLIP (Continuous Liquid Interface Production), wykorzystywana w przemyśle filmowym do tworzenia efektów specjalnych, pozwala wygenerować elementy z żywicy utwardzanej promieniami UV od 25 do 100 razy szybciej, niż w tradycyjnym procesie drukowania 3D. Powstałe w ten sposób części odznaczają się mechanicznymi właściwościami, które można wykorzystać na wiele sposobów w samochodach Forda. Inżynierowie ze Stanów Zjednoczonych użyli tej technologii do stworzenia niewielkich elementów wnętrza Fordów Focus Electric i Transit Connect.
źródło: Ford
AUTOR: WNP.PL (AG)
