Anwendungen für die additive Fertigung in der Elektrofahrzeugproduktion

Die Popularität von Elektrofahrzeugen (EVs) begann mit dem Toyota Prius, einem Hybridfahrzeug, das durch die Kombination eines Verbrennungsmotors und einer Nickel-Metallhydrid-Batterie angetrieben wird. Seit der Einführung des Prius sind viele Hybrid- und batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) auf den Markt gekommen, und die Einführung von Elektrofahrzeugen nimmt von Jahr zu Jahr weiter zu. Im Jahr 2020 wurden 3,1 Millionen Elektrofahrzeuge verkauft, und allein im November 2021 wurden über 721.000 Plug-in-Fahrzeuge verkauft, was einen monatlichen Verkaufsrekord darstellt und ein wachsendes Interesse an Elektrofahrzeugen signalisiert – und es gibt keine Anzeichen dafür, dass sich dieser Trend verlangsamt.

General Motors plant, gasbetriebene Autos – auch bekannt als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor (ICE) – auslaufen zu lassen und verspricht, dass seine gesamte Flotte bis 2035 aus emissionsfreien Fahrzeugen bestehen wird. In ähnlicher Weise kündigte Präsident Biden an, dass die Regierungsflotte durch ersetzt wird EVs, insgesamt über 645.000 Fahrzeuge, und erließ eine Durchführungsverordnung mit dem Ziel, die Hälfte aller im Jahr 2030 verkauften Neuwagen elektrisch zu machen. Darüber hinaus prognostiziert Bloomberg Markets, dass bis 2040 mehr als zwei Drittel des weltweiten Autoabsatzes elektrisch sein werden, während Edison Electric schätzt, dass der Absatz von Elektrofahrzeugen bis 2030 jährlich 3,5 Millionen überschreiten wird.

Es ist klar, dass die Zukunft der Automobilindustrie elektrisch ist, und jetzt ist es an der Zeit, dass Unternehmen mit der Entwicklung von Elektrofahrzeugen beginnen. Es kann schwierig sein, mit dem Automobilproduktionsmarkt Schritt zu halten, aber die Verwendung von additiver Fertigung kann den Prozess vereinfachen und Automobil-Erstausrüstern (OEMs) helfen, erfolgreich zu sein, während wir in eine zunehmend elektrische Welt eintreten.

Im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsmethoden ermöglicht die additive Fertigung leichtere Komponenten und eine stärkere Anpassung an die Kundenwünsche, während gleichzeitig Einschränkungen in der Lieferkette vermieden werden, die bisher ein wichtiges Hindernis in der Produktion waren. Bei relativ geringen Produktionsmengen und einer wachsenden, aber unsicheren Nachfrage können Hersteller und Zulieferer von Elektrofahrzeugen von der Flexibilität, Geschwindigkeit und Erschwinglichkeit profitieren, die die additive Fertigung bietet.

Vorteile der additiven Fertigung in Elektrofahrzeugen

Die additive Fertigung bietet Unternehmen in der Elektrofahrzeugindustrie mehrere Vorteile. Indem Sie die additive Fertigung in den EV-Produktionszyklus einbeziehen, können Sie:

Entwerfen Sie komplizierte Teile, reduzieren Sie das Gewicht und verlängern Sie die Batterielebensdauer

Die Automobilindustrie hat Jahre damit verbracht, verschiedene Leichtbauoptionen zu verfolgen, da weniger Gewicht eine höhere Kraftstoffeffizienz bedeutet. Bei Elektrofahrzeugen führen leichtere Teile zu einer längeren Batterielebensdauer, daher haben sich die Hersteller bemüht, Wege zu finden, Fahrzeuge leichter zu machen, ohne Abstriche bei Qualität oder Sicherheit zu machen.

Einstieg in die additive Fertigung. Der 3D-Druck ermöglicht es Ingenieuren nicht nur, komplexe, organische Geometrien mit weniger Material als herkömmliche Fertigungstechniken zu erstellen, sondern ermöglicht ihnen auch, mehrere Teile zu einer einzigen Komponente zu konsolidieren, die wenig bis gar keine Montage erfordert. Das resultierende Produkt ist oft leichter als ein eingepasstes oder geschweißtes Teil und kann in vielen Anwendungen in Bezug auf Festigkeit mit herkömmlich hergestellten Teilen mithalten. Die Fähigkeit von Additive, komplizierte Teile herzustellen, kann auch dabei helfen, den Batterieraum zu maximieren, da Designer Gehäuse mit dünneren Wänden in komplexen, stapelbaren Formen herstellen können.

Verwenden Sie eine Vielzahl von Materialien und erzielen Sie eine bessere Wärmeleistung

Während der 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. Mittlerweile gibt es viele, die Automobilspezifikationen erfüllen und dazu beitragen können, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren. Beispielsweise bieten einige Materialien eine Gewichtsreduzierung von 20 % im Vergleich zu glasfaserverstärktem Polybutylenterephthalat (PBT). Sie können sogar benutzerdefinierte 3D-Druckmaterialien formulieren, um bestimmte mechanische Eigenschaften zu erzielen, wenn keine der vorhandenen Optionen Ihre Anforderungen erfüllt.

Darüber hinaus haben viele Materialien, die mit dem 3D-Druck kompatibel sind, bessere thermische Eigenschaften als herkömmliche Fertigungsmaterialien, was dazu beitragen kann, die Lebensdauer von EV-Batterien zu verlängern. Schließlich werden EV-Batterien am besten bei milden Temperaturen aufbewahrt – 50 °F eignen sich am besten für die Lagerung, während 77 °F ideal zum Laden und Fahren sind – aber die Aufrechterhaltung dieser Temperaturen kann schwierig sein, wenn Metallkomponenten verwendet werden. Andererseits bieten 3D-gedruckte Gehäuse und Wärmetauscher Ingenieuren mehr Materialoptionen, die dazu beitragen können, die Batterietemperaturen besser zu regulieren.

Kosteneffiziente Produktion von Kleinserien

Während Spritzguss ideal für Produktionsläufe mit hohen Stückzahlen ist, kann es bei der Ausführung von Kleinserien aufgrund der Kosten für die Herstellung von Werkzeugen teuer und unpraktisch sein. Die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen nimmt rapide zu, aber sie hat noch nicht annähernd die Marktgröße herkömmlicher Verbrennungsmotoren erreicht, sodass die Kosteneffizienz der additiven Fertigung bei geringen Stückzahlen Unternehmen dabei helfen kann, die benötigten Komponenten zu angemessenen Kosten pro Teil herzustellen .

Reduzieren Sie Ihre Time-to-Market

Da für die additive Fertigung keine Werkzeuge erforderlich sind, können Sie Ihren Fertigungszeitplan verkürzen. Im Vergleich zu Spritzguss-Lieferzeiten bietet Additiv eine Reduzierung der Vorlaufzeit um bis zu 50 %, was den Iterationsprozess und die Endproduktion beschleunigt. Infolgedessen können Unternehmen die Fahrzeugentwicklungszeiten durch den Einsatz von additiver Fertigung drastisch verkürzen.

Fahrzeuge einfach anpassen

Das Fehlen von Werkzeugen macht das Aktualisieren von Designs und das Bereitstellen von Anpassungsoptionen einfacher und deutlich kostengünstiger. Mit der additiven Fertigung können Kunden alles, von Abzeichen bis hin zu Halterungen, ganz einfach anpassen, ohne die Kosten oder Produktionszeiten erheblich zu erhöhen.

Vermeiden Sie Einschränkungen in der Lieferkette

Die Befolgung traditioneller Herstellungsmethoden bedeutet oft, sich in Lieferkettenprobleme zu verwickeln – insbesondere in die jüngsten globalen Lieferkettenprobleme. Die additive Fertigung ermöglicht es Unternehmen, viele dieser potenziellen Engpässe zu überspringen, da Unternehmen Teile überall dort herstellen können, wo sie oder ihre Fertigungspartner über 3D-Drucker verfügen. Anstatt auf traditionelle Produktions- und Versandkanäle zu warten, können sie Teile nach Bedarf von überall aus entwerfen und drucken.

Häufige Anwendungen der additiven Fertigung in der EV-Produktion

Viele Branchen nutzen die additive Fertigung aufgrund ihrer Geschwindigkeit und Erschwinglichkeit beim Prototyping, und die EV-Industrie ist nicht anders. Darüber hinaus verwenden Unternehmen die additive Fertigung, um kostengünstig Vorrichtungen, Vorrichtungen und andere Werkzeuge zu erstellen, die für die Fertigungs- und Prototyping-Prozesse erforderlich sind.

Wenn es um Endverbraucherteile geht, verwenden Unternehmen die 3D-Drucktechnologie, um alles zu erstellen, von Batteriekästen bis hin zu Beleuchtungseinfassungen. Gehäuse, Verkleidungen, Clips, Abzeichen, Halterungen sowie Luft-, Flüssigkeits- und Kabelführungen können 3D-gedruckt werden. Einige Unternehmen drucken Ladeanschlüsse, Steckerabdeckungen, HLK-Kinematiken, Halterungen und Kappen.

Der 3D-Druck wird immer beliebter, wenn es um elektrische Steckverbinder geht, da diese oft klein sind und extreme Präzision erfordern, was die Kosten des herkömmlichen Kunststoffspritzgusses erhöhen kann. In Zukunft könnte es sogar möglich sein, EV-Batterien in großem Maßstab in 3D zu drucken.

Herstellung von EV-Komponenten mit Fast Radius

Die additive Fertigung bietet EV-Herstellern viele Vorteile und ist wahrscheinlich die Zukunft der Automobilindustrie. Der Wechsel von traditionellen Fertigungstechniken zur additiven Fertigung wird jedoch nicht unbedingt für jedes Unternehmen einfach sein.

Hier kommt die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Fertigungspartner ins Spiel. Bei Fast Radius sind wir Experten für additive Fertigung. Wenn Sie mit uns zusammenarbeiten, helfen wir Ihnen sicherzustellen, dass Ihre 3D-Teile produktionsbereit sind – und Sie können auch unsere Online-Tools verwenden, um Design-, Material- und Produktionsoptionen zu erkunden oder ein Angebot zu erstellen. Bereit anzufangen? Erstellen Sie ein Konto, um Ihre Teiledesigns hochzuladen, oder kontaktieren Sie uns noch heute!

Um mehr über die Kosten des 3D-Drucks zu erfahren, was Sie während des additiven Herstellungsprozesses erwarten können und mehr, besuchen Sie unser Ressourcenzentrum.