Additive Fertigung für fortschrittliche Elektrofahrzeug-Produktion nutzen

Die Popularität von Elektrofahrzeugen (EVs) begann mit dem Toyota Prius, einem Hybridfahrzeug, angetrieben durch die Kombination eines Verbrennungsmotors und einer Nickel-Metallhydrid-Batterie. Seit der Einführung des Prius sind viele Hybrid- und batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) auf den Markt gekommen, und die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen nimmt Jahr für Jahr zu. 2020 wurden 3,1 Millionen EVs verkauft, und allein im November 2021 wurden über 721.000 Plug-in-Fahrzeuge verkauft – ein monatlicher Verkaufsrekord, der das wachsende Interesse an EVs signalisiert, und der Trend zeigt keine Anzeichen einer Verlangsamung.

General Motors plant, Verbrennerfahrzeuge (ICE) auslaufen zu lassen und verspricht, dass seine gesamte Flotte bis 2035 aus Null-Emissions-Fahrzeugen bestehen wird. Ähnlich kündigte Präsident Biden an, dass der Regierungsfuhrpark durch EVs ersetzt wird – insgesamt über 645.000 Fahrzeuge – und erließ eine Executive Order mit dem Ziel, bis 2030 die Hälfte aller Neuwagenverkäufe elektrisch zu machen. Zudem prognostiziert Bloomberg Markets, dass bis 2040 über zwei Drittel der globalen Autoverkäufe elektrisch sein werden, während Edison Electric schätzt, dass EV-Verkäufe bis 2030 jährlich 3,5 Millionen übersteigen werden.

Es ist klar: Die Zukunft der Automobilindustrie ist elektrisch, und jetzt ist die Zeit für Unternehmen, mit der EV-Entwicklung zu beginnen. Mit der automobilen Produktionsmärkte Schritt zu halten, kann knifflig sein, aber additive Fertigung kann den Prozess vereinfachen und Automobil-OEMs helfen, in einer zunehmend elektrischen Welt zu gedeihen.

Im Vergleich zu traditionellen Fertigungsmethoden ermöglicht additive Fertigung leichtere Komponenten und erhöhte Anpassbarkeit, während sie Lieferkettenengpässe vermeidet, die prominente Produktionshindernisse darstellen. Mit relativ geringen Produktionsvolumina und wachsender, aber unsicherer Nachfrage können EV-Hersteller und -Zulieferer von der Flexibilität, Geschwindigkeit und Erschwinglichkeit profitieren, die additive Fertigung bietet.

Vorteile additiver Fertigung in Elektrofahrzeugen

Additive Fertigung bietet der EV-Branche mehrere Vorteile. Indem Sie additive Fertigung in den EV-Produktionszyklus einbeziehen, können Sie:

Komplexe Teile designen, Gewicht reduzieren & Batterielebensdauer verlängern

Die Automobilindustrie verfolgt seit Jahren verschiedene Leichtbauoptionen, da weniger Gewicht höhere Kraftstoffeffizienz bedeutet. Bei EVs führen leichtere Teile zu besserer Batterielebensdauer, daher suchen Hersteller nach Wegen, Fahrzeuge leichter zu machen, ohne Qualität oder Sicherheit zu opfern.

Hier kommt additive Fertigung ins Spiel. Nicht nur ermöglicht 3D-Druck Ingenieuren, komplexe, organische Geometrien mit weniger Material als konventionelle Fertigungstechniken zu erstellen, sondern auch, mehrere Teile in eine einzelne Komponente zu konsolidieren, die wenig bis gar keine Montage erfordert. Das resultierende Produkt ist oft leichter als ein gefügtes oder geschweißtes Teil und kann in vielen Anwendungen die Festigkeit traditionell gefertigter Teile erreichen. Die Fähigkeit der additiven Fertigung, komplexe Teile zu erstellen, kann auch helfen, den Batterieraum zu maximieren, da Designer Gehäuse mit dünneren Wänden in komplexe, stapelbare Formen fertigen können.

Vielfältige Materialien nutzen & bessere thermische Leistung erreichen

Während 3D-Druck den Ruf hat, eine begrenzte Auswahl an kompatiblen Materialien zu haben, ist die Anzahl der verfügbaren Optionen in den letzten Jahren erheblich gewachsen. Es gibt nun viele, die Automobilspezifikationen erfüllen und Fahrzeuggewicht reduzieren können. Beispielsweise bieten einige Materialien eine Gewichtsreduktion von 20 % im Vergleich zu glasfaserverstärktem Polybutylenterephthalat (PBT). Sie können sogar kundenspezifische 3D-Druckmaterialien formulieren, um spezifische mechanische Eigenschaften zu erreichen, falls keine bestehenden Optionen Ihre Bedürfnisse erfüllen.

Zusätzlich haben viele mit 3D-Druck kompatible Materialien bessere thermische Eigenschaften als traditionelle Fertigungsmaterialien, was die EV-Batterielebensdauer verlängern kann. EV-Batterien werden am besten bei milden Temperaturen gehalten – 10 °C (50 °F) ist optimal für Lagerung, 25 °C (77 °F) ideal für Laden und Fahren – aber die Aufrechterhaltung dieser Temperaturen kann bei Metallkomponenten knifflig sein. Andererseits geben 3D-gedruckte Gehäuse und Wärmetauscher Ingenieuren mehr Materialoptionen, um Batterietemperaturen besser zu regulieren.

Kosteneffiziente Kleinserienproduktion

Während Spritzguss ideal für Großserien ist, kann er bei Kleinserien aufgrund der Werkzeugkosten teuer und unpraktisch sein. Die EV-Nachfrage wächst rasant, liegt aber noch nicht bei der Marktgröße traditioneller ICE-Fahrzeuge, daher kann die Kosteneffizienz der additiven Fertigung bei Kleinserien Unternehmen helfen, die benötigten Komponenten zu vernünftigen Stückkosten herzustellen.

Time-to-Market reduzieren

Da additive Fertigung kein Werkzeug erfordert, können Sie Ihren Fertigungszeitplan beschleunigen. Im Vergleich zu Spritzguss-Lieferzeiten bietet additive Fertigung eine Lieferzeitreduktion von bis zu 50 %, was den Iterationsprozess und die Endproduktion beschleunigt. Dadurch können Unternehmen Fahrzeugentwicklungszeiten drastisch verkürzen.

Fahrzeuge einfach anpassen

Der Wegfall von Werkzeugen macht Designaktualisierungen und Anpassungsoptionen einfacher und deutlich günstiger. Mit additiver Fertigung können Kunden alles von Badges bis Halterungen einfach anpassen, ohne Kosten oder Produktionszeiten signifikant zu erhöhen.

Lieferkettenengpässe vermeiden

Traditionelle Fertigungsmethoden bedeuten oft, in Lieferkettenprobleme verwickelt zu werden – besonders bei den jüngsten globalen Lieferkettenproblemen. Additive Fertigung ermöglicht es Unternehmen, viele dieser potenziellen Engpässe zu umgehen, da sie Teile überall dort fertigen können, wo sie oder ihre Fertigungspartner 3D-Drucker haben. Statt auf traditionelle Produktions- und Versandkanäle zu warten, können sie Teile on-demand von überall designen und drucken.

Häufige Anwendungen additiver Fertigung in der EV-Produktion

Viele Branchen nutzen additive Fertigung im Prototyping aufgrund von Geschwindigkeit und Erschwinglichkeit, und die EV-Branche ist keine Ausnahme. Zusätzlich nutzen Unternehmen additive Fertigung, um kosteneffizient Vorrichtungen, Fixierungen und andere für Fertigungs- und Prototyping-Prozesse notwendige Werkzeuge zu erstellen.

Bei Endverbrauchsteilen nutzen Unternehmen 3D-Drucktechnologie für alles von Batteriekästen bis Beleuchtungsblenden. Gehäuse, Verkleidungen, Clips, Badges, Halterungen sowie Luft-, Flüssigkeits- und Kabelverlegung können 3D-gedruckt werden. Einige Unternehmen drucken Ladeanschlüsse, Steckerabdeckungen, HVAC-Kinematik, Halterungen und Kappen.

3D-Druck wird zunehmend bei elektrischen Steckverbindern eingesetzt, da diese oft klein sind und extreme Präzision erfordern, was die Kosten für traditionelles Kunststoff-Spritzguss erhöht. In Zukunft könnte es sogar möglich sein, EV-Batterien im großen Maßstab 3D-zu-drucken.

EV-Komponenten mit Fast Radius fertigen

Additive Fertigung bietet EV-Herstellern zahlreiche Vorteile, und sie ist wahrscheinlich die Zukunft der Automobilindustrie. Der Wechsel von traditionellen Fertigungstechniken zu additiver Fertigung wird jedoch nicht für jede Organisation einfach sein.

Hier kommt die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Fertigungspartner ins Spiel. Bei Fast Radius sind wir Experten in additiver Fertigung. Wenn Sie mit uns arbeiten, stellen wir sicher, dass Ihre 3D-Teile produktionsreif sind – und Sie können unsere Online-Tools nutzen, um Design-, Material- und Produktionsoptionen zu erkunden oder ein Angebot zu starten. Bereit loszulegen? Erstellen Sie einen Account, um Ihre Teildesigns hochzuladen, oder kontaktieren Sie uns noch heute!

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