3D-друк прискорює виробництво гальмівних колодок – швидке створення прототипів скорочує час розробки для нових програм

Виведення на ринок нових гальмівних колодок традиційно було повільним процесом, який потребував багато інструментів. Для кожної нової моделі транспортного засобу або форми колодки заводу потрібно було вводити в експлуатацію прецизійні сталеві форми – цикл, який зазвичай займав від чотирьох до восьми тижнів і коштував тисячі доларів за номер деталі. Зміни в дизайні означали почати все спочатку. Сьогодні все більше виробників гальмівних колодок використовують 3D-друк (додаткове виробництво) для швидкого створення прототипів форм і пристосувань, скорочуючи терміни розробки з місяців до днів. Цей технологічний стрибок дозволяє заводам швидше реагувати на нові моделі автомобілів і пропонувати покупцям більшу гнучкість.

Вузьке місце традиційного інструменту

У традиційному виробництві гальмівних колодок використовується компресійне формування. Порожнина, оброблена з інструментальної сталі, визначає зовнішню форму колодки, малюнок прорізів, кути фаски та гніздо опорної пластини. Створення нової прес-форми вимагає програмування з ЧПК, постачання сталі, механічної обробки, термічної обробки та ручної обробки – лінійного процесу з невеликим простором для прискорення. Якщо перші тестові колодки виявляють проблему з розмірами або шумом, модифікація сталевої форми є дорогою та повільною. Як наслідок, багато заводів обмежують нові інструменти великими обсягами додатків, залишаючи нішеві або нещодавно випущені моделі недообслуговуваними протягом року чи більше.

Як 3D-друк змінює гру

Адитивне виробництво виготовляє деталі шар за шаром зі смоли або металевого порошку. У промисловості гальмівних колодок 3D-друк використовується двома способами:

1. Швидкі прототипи прес-форм. Використовуючи високоміцні полімерні або композитні матеріали, фабрика може надрукувати функціональну форму за 24–48 годин. Хоча друкована форма не така міцна, як сталь, для тривалого виробництва (зазвичай триває лише 100–500 пресів), друкована форма ідеально підходить для розробки, перевірки придатності та початкових тестових партій. Якщо геометрія колодки потребує коригування, фабрика просто змінює файл CAD і друкує переглянуту форму протягом ночі.
2. Надруковані контрольні прилади – можна надрукувати за низькими цінами вимірювальні прилади Go/No-go, перевірку глибини щілин та інструменти для вирівнювання опорної пластини. Ці пристосування гарантують, що кожна тестова площадка відповідає цільовим розмірам до того, як буде використано сталевий інструмент.

Одна фабрика в провінції Чжецзян нещодавно застосувала 3D-друк для всіх нових розробок номерів деталей. Фабрика повідомляє, що час від запиту клієнта до перших пробних зразків скоротився з 10 тижнів до 14 днів. Витрати на інструменти для етапу розробки впали більш ніж на 70%. А оскільки друковані прес-форми дозволяють швидко ітерувати, показник успіху першого проходження на заводі (колодки, які проходять випробування на динамометрі та транспортному засобі без перепроектування) зріс з 55% до 85%.

Крім створення прототипів – мостовий інструмент і малі партії

Для дуже невеликих обсягів додатків – класичних автомобілів, гоночних транспортних засобів або знятих з виробництва моделей – форми, надруковані на 3D-принтері, іноді можна використовувати для цілого виробництва. Фабрика може надрукувати кілька копій прес-форми та запустити їх на стандартних пресах, виробляючи сотні чи навіть кілька тисяч наборів без інвестування в сталевий інструмент. Це має економічний сенс, коли річний обсяг менше 5000 комплектів. Покупці, які обслуговують реставраційні або спеціалізовані ринки, тепер можуть придбати колодки, які раніше були недоступні або були надзвичайно дорогими.

Що це означає для покупців гальмівних колодок

Для дистриб’юторів та імпортерів фабрика з можливостями 3D-друку пропонує:

· Швидше охоплення нових моделей – коли випускається новий популярний автомобіль (наприклад, найновіший електромобіль від Tesla, BYD або Volkswagen), фабрика з підтримкою 3D може підготувати тестові майданчики за тижні, а не за місяці.
· Зменшення витрат на розробку – зменшення витрат на інструменти означає меншу мінімальну кількість замовлень і більшу готовність виробляти повільні номери деталей.
· Простіші коригування конструкції – якщо форма колодки має незначну помилку (наприклад, кут фаски, що викликає шум), фабрика може її швидко виправити, не сперечаючись, хто платить за нову сталеву форму.
· Індивідуальні проекти – для покупців із власними ексклюзивними номерами деталей або дизайном приватних торгових марок 3D-друк дозволяє розробку з низькими витратами та низьким ризиком.

Що запитати у фабрики

Оцінюючи постачальника гальмівних колодок, запитайте:

· Чи використовуєте ви 3D-друк для розробки прототипу форми?
· Який ваш типовий час від файлу CAD до перших тестових зразків?
· Чи можете ви виготовляти невеликі партії (наприклад, 200 комплектів) за допомогою друкованих форм або вам потрібен сталевий інструмент?
· Чи можу я побачити приклади друкованих форм і тестових блоків, виготовлених з них?

Заводи, які почали використовувати адитивне виробництво, з радістю покажуть свої 3D-принтери та зразки деталей. Ті, хто все ще повністю покладається на сталеві інструменти з першого дня, матимуть повільніші терміни розробки та вищу мінімальну кількість.

Перспективи майбутнього

3D-друк не замінить сталеві прес-форми для виробництва великої кількості – вартість деталі та тривалість циклу друку залишаються вищими, ніж у звичайного формування. Однак адитивне виробництво, яке є інструментом розробки та малосерійного виробництва, трансформує виробництво гальмівних колодок. Заводи, які приймуть його, обслуговуватимуть клієнтів швидше, з меншим ризиком і нижчими початковими витратами. Для покупців партнерство з фабрикою з підтримкою 3D означає виведення нових продуктів на ринок, поки попит ще високий – вирішальна конкурентна перевага.