Dispozitivul de fixare în 24 de ore: Cum atelierele auto de înaltă performanță elimină necesitatea atelierului de prelucrări mecanice

În domeniul ingineriei auto de înaltă performanță, viteza și precizia sunt esențiale. Fie că este vorba despre optimizarea aerodinamicii unei mașini de curse pentru weekendul următor, fabricarea unui sistem de evacuare personalizat din titan pentru un supercar de 1.000 CP sau construirea unei protecții heavy-duty pentru vehicule off-road, timpul de execuție determină avantajul competitiv. În mod tradițional însă, fiecare componentă nouă presupunea un blocaj frustrant: dispozitivul de fixare. Înainte ca un atelier să poată suda, inspecta sau asambla o piesă complexă, tehnicienii au nevoie de sisteme personalizate de fixare — șabloane, scule de aliniere și dispozitive de fixare pentru sudură. În mod tradițional, atelierele aveau de ales între a petrece 20–40 de ore construind manual șabloane din plăci de oțel sau a trimite proiectele către un atelier de prelucrări mecanice și a aștepta două-trei săptămâni pentru un dispozitiv de fixare din aluminiu, prelucrat CNC.

 

Astăzi, atelierele de top din domeniul auto de înaltă performanță renunță complet la acest flux de lucru. Prin utilizarea tehnologiilor Markforged de imprimare 3D cu fibră continuă și metal, producătorii și echipele de curse elimină necesitatea atelierului de prelucrări mecanice, trecând de la proiectarea CAD la un dispozitiv de fixare pregătit pentru utilizare direct pe linia de producție în mai puțin de 24 de ore.

 

Iată cum transformă cei mai inovatori producători din industria auto modul în care lucrează.

Graham Rahal Performance: Eliminarea a 40 de ore de fabricație manuală

La Graham Rahal Performance (GRP), specialiștii în fabricație lucrează la unele dintre cele mai exclusiviste hypercar-uri din lume, inclusiv modele Ferrari și McLaren rare, precum și Lamborghini Revuelto hibrid, cu 1.000 CP. Atunci când sunt dezvoltate sisteme de evacuare personalizate de înaltă performanță — precum X-pipe-urile, esențiale pentru optimizarea evacuării gazelor și a livrării puterii — alinierea este esențială. Înainte de adoptarea fabricației aditive, echipa de fabricație GRP petrecea între 20 și 40 de ore construind manual șabloane și dispozitive de fixare: debitare, modelare, sudare și ajustare manuală a fiecărui instrument de aliniere înainte ca lucrul propriu-zis la vehicul să poată începe.

 

Prin introducerea imprimantei Markforged FX10, GRP a trecut de la prelucrarea manuală a metalului la utilizarea de dispozitive de fixare hibride, imprimate 3D, din materiale compozite și metal.

„Înainte, petreceam între 20 și 40 de ore construind manual șabloane, dispozitive de fixare și componente pentru sistemele de evacuare. Astăzi, aceleași dispozitive pot fi proiectate în CAD, imprimate peste noapte și utilizate imediat. Nu este nevoie de prelucrare mecanică. Nu este nevoie de debavurare. Nu este nevoie de refacerea lucrării. Scoți piesa de pe imprimantă și se potrivește.”
— Rob Sorum, specialist în fabricație la Graham Rahal Performance

Prin imprimarea peste noapte a unor dispozitive de fixare personalizate, de înaltă precizie, GRP a recuperat sute de ore care anterior erau pierdute pentru fabricarea dispozitivelor de fixare, redirecționând aceste resurse către inginerie, creșterea vitezei de procesare a comenzilor clienților și execuția impecabilă a sudurilor.

SDHQ Off-Road: Reducerea timpilor de execuție cu 93% și a costurilor cu 99%

Producătorul de componente pentru vehicule off-road de înaltă performanță SDHQ Off-Road s-a confruntat cu o provocare similară atunci când fabrica rack-uri personalizate pentru camioane și componente pentru șasiu.

 

Șeful de atelier Kevin Ketchner suda în mod tradițional manual plăci de oțel pentru a crea dispozitive de fixare personalizate pentru sudură. Procesul era intensiv din punct de vedere al forței de muncă și necesita aproximativ 156 de ore pentru fiecare proiect de dispozitiv de fixare. În plus, dispozitivele manuale din oțel introduceau variabile care puteau afecta calitatea: deformarea provocată de căldură, prinderi nealiniate, coroziune și erori umane.

 

Trecerea la imprimanta Markforged Mark Two și la materialul Onyx — un nailon ranforsat cu microfibre de carbon — a schimbat radical calculele SDHQ:

  • Dispozitiv de fixare tradițional, sudat: 156 de ore | cost de 800 USD
  • Dispozitiv de fixare imprimat 3D Markforged: 12 ore | cost de 10 USD
  • Impact total: reducere cu 93% a timpului | reducere cu 99% a costului

 

Deoarece Onyx oferă o rezistență termică ridicată și o stabilitate dimensională excepțională, dispozitivele de fixare imprimate de SDHQ rezistă în mediile de sudură intense fără să se degradeze. Dacă un dispozitiv este deteriorat sau dacă designul este actualizat, atelierul trebuie doar să apese „Print” pentru un nou fișier stocat în cloud.

Garry Rogers Motorsport: Transformarea întârzierilor de 2 săptămâni în cicluri de cercetare și dezvoltare de 24 de ore

În cursele pe circuit, așteptarea unui atelier de prelucrări mecanice nu este doar un inconvenient — poate costa o poziție pe grila de start. Garry Rogers Motorsport (GRM) din Australia, una dintre echipele de top din campionatul Supercars, are în mod constant nevoie de dispozitive și scule complexe, produse în serii mici, pentru a putea realiza rapid iterații asupra vehiculelor. În lipsa unor capacități complete de frezare CNC disponibile intern, GRM trebuia anterior să externalizeze către ateliere de prelucrări mecanice terțe realizarea modelelor complexe și a dispozitivelor de fixare.

 

Un exemplu relevant a fost un model specializat pentru matrița canalului de răcire a frânei și ansamblul dispozitivului de fixare:

  • Atelier de prelucrări mecanice externalizat: 1.000 AUD (~670 USD) | timp de execuție: 14 zile
  • Imprimare Markforged realizată intern: 75 AUD (~50 USD) | timp de execuție: 24 de ore

„Timpul suplimentar pe care îl câștigăm prin utilizarea imprimantei noastre Markforged este investit direct în proiectarea sau fabricarea mai multor componente ori în identificarea altor domenii în care putem face mașinile Garry Rogers Motorsport mai rapide — acesta este obiectivul nostru principal.”
— Stefan Millard, manager de echipă la Garry Rogers Motorsport

Prin eliminarea ciclului de 14 zile al atelierului de prelucrări mecanice, GRM transformă timpul pierdut cu așteptarea direct în ore suplimentare de testare pe circuit și în dezvoltarea continuă a vehiculelor.

De ce aleg atelierele de înaltă performanță materialele compozite industriale în locul aluminiului

De ce sunt atelierele dispuse să înlocuiască șabloanele metalice tradiționale cu scule imprimate 3D? Răspunsul se află în știința materialelor din spatele ecosistemului Digital Forge de la Markforged:

 

  • Rezistență comparabilă cu cea a aluminiului: ranforsarea cu fibră continuă de carbon permite componentelor imprimate să atingă o rezistență structurală comparabilă cu aluminiul 6061-T6, suportând presiuni ridicate de fixare și sarcini mecanice severe.
  • Geometrii conformale fără costuri suplimentare: prelucrarea pe o mașină de frezat a unor contururi organice, adaptate perfect formei piesei, necesită programare CAM complexă pe 5 axe și un timp extins de prelucrare. O imprimantă 3D creează cu ușurință dispozitive de fixare conformale, care se adaptează geometriilor auto complexe — fără costuri suplimentare generate de complexitate.
  • Rezistență la căldură și substanțe chimice: materiale precum Onyx și fibra continuă de carbon rezistă la substanțele chimice utilizate în atelierele auto, fluidele de așchiere și căldura radiantă generată în timpul sudării.
  • Producție „lights-out”: atelierele de prelucrări mecanice necesită supravegherea activă a operatorului, setarea utilajului și operațiuni de curățare. Imprimantele industriale pentru materiale compozite pot funcționa în regim „lights-out” — proiectezi dispozitivul în CAD după-amiaza, iar la ora 7:00 dimineața acesta se află deja pe platforma de imprimare, gata pentru asamblare.

Noul standard în atelier

Atelierul modern de prelucrări mecanice va avea întotdeauna un rol important în prelucrarea primară a blocurilor de material și în fabricarea componentelor heavy-duty pentru motoare. Însă pentru dispozitive de fixare, șabloane pentru sudură, instrumente de aliniere și dispozitive pentru asamblare, așteptarea de săptămâni pentru execuția CNC devine rapid un lucru de domeniul trecutului.

 

Prin adoptarea fluxului de lucru bazat pe dispozitive de fixare realizate în 24 de ore, atelierele auto de înaltă performanță elimină blocajele tradiționale din procesele de fabricație, reduc drastic costurile operaționale și își păstrează atenția acolo unde trebuie: pe dezvoltarea unor vehicule mai rapide.

Pentru mai multe informații:

Contactați-ne