Ford wykorzystuje technologiÄ™ drukowania 3D w celu zredukowania czasu potrzebnego na opracowanie danego modelu poprzez tworzenie prototypowych części, które sÄ… nastÄ™pnie analizowane przez inżynierów i projektantów oraz poddawane koniecznym modyfikacjom. Tradycyjne metody budowania prototypów wymagajÄ… zastosowania specjalistycznych narzÄ™dzi i sÄ… z reguÅ‚y czasochÅ‚onne. Wydrukowanie części w 3D zajmuje tylko kilka godzin i kosztuje okoÅ‚o 1000 euro, co pozwala ekspertom eksperymentować z bardziej radykalnymi i innowacyjnymi projektami.
W przypadku Forda GT, projektanci wykorzystali technikÄ™ laserowego drukowania przestrzennego w celu stworzenia kierownicy w stylu F1 ze zintegrowanymi przyciskami sterujÄ…cymi, a także Å‚opatek do zmiany biegów. Ponadto, inżynierowie wydrukowali również najważniejsze elementy strukturalne drzwi otwieranych do góry.
Klienci Forda, którzy posiadajÄ… wÅ‚asnÄ… drukarkÄ™ 3D mogÄ… skorzystać z oferty sklepu Ford 3D Store, czyli pierwszego autoryzowanego przez producenta samochodów sklepu internetowego z plikami 3D zawierajÄ…cymi podzespoÅ‚y aut. Oprócz wÅ‚asnego Forda GT, klienci mogÄ… wiÄ™c wydrukować 1000 innych modeli, w tym Forda Focusa ST, Forda FiestÄ™ ST i Forda F-150 Raptor w specyfikacji amerykaÅ„skiej.
„Technologia komputerowego drukowania 3D caÅ‚kowicie zmieniÅ‚a sposób, w jaki projektujemy i opracowujemy nowe samochody. Możemy być bardziej kreatywni w szukaniu wÅ‚aÅ›ciwych rozwiÄ…zaÅ„, dziÄ™ki czemu nasi klienci otrzymujÄ… auta odzwierciedlajÄ…ce najnowsze trendy designerskie i technologiczne,” powiedziaÅ‚ Sandro Piroddi, kierownik dziaÅ‚u Rapid Technology, Ford of Europe.
Ford zakupiÅ‚ drukarkÄ™ 3D w 1988 roku, przy czym byÅ‚a to trzecia z kolei maszyna wyprodukowana na caÅ‚ym Å›wiecie. Od tego czasu firma stworzyÅ‚a 500 000 części 3D, a ostatniÄ… z nich byÅ‚a pokrywa silnika dla nowego Forda Mustanga. Dzisiejsze drukarki sÄ… szybsze, bardziej wydajne i bardzo dokÅ‚adne, co pozwala tworzyć prototypy podzespoÅ‚ów silnika, kóÅ‚, a nawet skomplikowane detale wykoÅ„czeniowe.
Pierwszym krokiem do urzeczywistnienia projektu jest stworzenie szkicu przez zespóÅ‚ Ford Design. Modelarze pracujÄ…cy z glinÄ… tworzÄ… nastÄ™pnie model w skali oraz wersjÄ™ peÅ‚nowymiarowÄ… auta, aby ocenić proporcje i dopracować projekt. JednoczeÅ›nie, eksperci ds. wizualizacji cyfrowej budujÄ… model z wykorzystaniem metody CAD. Dwa modele opracowywane sÄ… w tym samym czasie, co pozwala wykorzystać zalety obu technik. Niektóre części powstajÄ… z gliny, a inne - bardziej zÅ‚ożone - sÄ… opracowywane komputerowo i czÄ™sto drukowane w 3D. W tym przypadku dużą rolÄ™ odgrywa zespóÅ‚ Rapid Prototype z siedzibÄ… przy europejskiej centrali Forda w Kolonii w Niemczech.
W zależnoÅ›ci od wymagaÅ„ ze strony projektantów Ford Design lub inżynierów, zespóÅ‚ Rapid Prototype ocenia projekt i dobiera jednÄ… 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 posÅ‚użą do wydrukowania prototypu 3D.
W ten sposób tworzy siÄ™ szablon dla drukarki 3D. Wybór materiaÅ‚u, z którego zostanie wykonany dany element - plastik, piasek lub metal - uzależniony jest od tego, jak wytrzymaÅ‚a musi być ta część. Warstwa po warstwie, materiaÅ‚y sÄ… ze sobÄ… Å‚Ä…czone w pożądany ksztaÅ‚t z wykorzystaniem lasera. Po wydrukowaniu caÅ‚oÅ›ci nadmiar materiaÅ‚u jest rozpuszczany i część jest odpowiednio wykaÅ„czana, na przykÅ‚ad poprzez szlifowanie lub malowanie. Gotowa część jest nastÄ™pnie dostarczana do odpowiedniego studia projektowego lub oddziaÅ‚u testowego i może być od razu wykorzystywana do testów.
Nowy Ford GT i Ford Mondeo Vignale
Decyzja o wykorzystaniu podzespoÅ‚ów drukowanych w 3D w procesie powstawania nowego supersamochodu Ford GT byÅ‚a podyktowana precyzjÄ…, jakÄ… można uzyskać w tym procesie. WyÅ›cigowa wersja Forda GT, która w przyszÅ‚ym roku powalczy w Le Mans w ramach ogólnoÅ›wiatowych wyÅ›cigów dÅ‚ugodystansowych FIA World Endurance Championship, również wykorzystuje zalety tej technologii - dziÄ™ki niej stworzono kolektor dolotowy dla wyÅ›cigowego silnika EcoBoost.
Druk przestrzenny pozwoliÅ‚ również inżynierom Forda przetestować setki różnych projektów dla nowego Forda Mondeo Vignale, czyli pierwszego modelu z gamy Ford Vignale oferujÄ…cego klientom spersonalizowane doÅ›wiadczenia wynikajÄ…ce z użytkowania produktu segmentu premium. WÅ›ród prototypowych podzespoÅ‚ów stworzonych w 3D znalazÅ‚y siÄ™ unikatowe, heksagonalne elementy Vignale zastosowane w górnej części osÅ‚ony chÅ‚odnicy z aluminiowymi ozdobnikami, matowym, ciemnym wykoÅ„czeniem metalicznym oraz polerowanymi aluminiowymi obwódkami, jak również poÅ‚yskujÄ…ce dolne elementy osÅ‚ony chÅ‚odnicy z chromowanymi poprzeczkami oraz detale wykoÅ„czeniowe drzwi.
Projektanci wykorzystali również druk 3D do oceny projektu oznaczeÅ„ Vignale i zewnÄ™trznych elementów dekoracyjnych wyciÄ™tych z nylonu. Dedykowane, 19-calowe obrÄ™cze aluminiowe Vignale oraz podwójne, chromowane koÅ„cówki ukÅ‚adu wydechowego również zostaÅ‚y wydrukowane.
Od prototypu do produkcji
Ford wspóÅ‚pracuje w Stanach Zjednoczonych z firmÄ… Carbon3D w celu opracowania programów szybkiego tworzenia prototypów i rozwiniÄ™cia możliwoÅ›ci produkcyjnych na niewielkÄ… skalÄ™. WspóÅ‚praca partnerska ma też na celu wsparcie rozwoju materiaÅ‚ów do drukowania przestrzennego, które zniosÄ… duże obciążenia, wysokie temperatury i wibracje generowane podczas testowania samochodów.
Technologia drukowania 3D typu CLIP (Continuous Liquid Interface Production), wykorzystywana w przemyÅ›le 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. PowstaÅ‚e w ten sposób części odznaczajÄ… siÄ™ mechanicznymi wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciami, które można wykorzystać na wiele sposobów w samochodach Forda. Inżynierowie ze Stanów Zjednoczonych użyli tej technologii do stworzenia niewielkich elementów wnÄ™trza Fordów Focus Electric i Transit Connect.
„To niesamowite, że druk 3D istnieje już od ponad 25 lat, a dopiero teraz ta technologia rozwija siÄ™ w bardzo szybkim tempie, dajÄ…c nam nowe możliwoÅ›ci tworzenia samochodów przyszÅ‚oÅ›ci,” powiedziaÅ‚ Piroddi