Как 3d печать изменит проектирование автомобилей

Согласно последним исследованиям, проведенным на базе Гарвардского университета, среднестатистический американец в процессе вождения автомобиля тратит порядка 101 минуты ежедневно. Если перевести данную цифру к более длительному периоду, за всю жизнь человек проводит за рулем поразительные 37 935 часов. При этом, количество затраченных денег на топливо приравнивается к первоначальной стоимости авто.

Но начинается новая эра автомобилестроения, а производители уже сейчас делают все максимально возможное, чтобы повысить интерес потребителей именно к своему продукту. Почему человек может украсить свое рабочее место, создать индивидуальный дизайн кроссовок посредством интернета, но до сих пор должен ограничиваться лишь тем небольшим выбором, который предоставляют производители авто? Несколько цветовых решений, небольшой выбор отделочных материалов в салоне и какие-то конструктивные отличия, которые влияют на ходовые показатели – это все, что входит в пакет готовых решений.

Однажды у будущего автовладельца появится уникальная возможность – прийти в автосалон, проконсультироваться с дизайнером и создать собственное авто при помощи гигантского 3d принтера. Самое главное – с каждым годом такая возможность становится все более вероятной.

Компания Mouser, совместно с Essence of Autonomy Challenge уже начинает первые шаги в этом направлении и пытается автоматизировать множество процессов в создании автомобилей. Современные авто, которые принимают участие в спортивных соревнованиях, состоят более чем из 20 тысяч компонентов, собранных при помощи полностью автоматизированного конвейера. Каждый механизм на этой дороге имеет свою определенную задачу, а человек нужен лишь для того, чтобы поддерживать систему в рабочем состоянии.

Все автомобильные детали изготавливаются из различных материалов, не говоря уже о том, что они отличаются по своим размерам, форме и сложности. Те же электронные системы, двигатели и аккумуляторы производятся из различных мелких компонентов, а это значит, что нельзя просто нажать на кнопку и получить спустя несколько минут уже готовую машину. Даже передовые современные 3d принтеры работают только с одним материалом.

Некоторые эксперты утверждают, что персонализация автомобильной техники будет невозможна еще порядка 100 лет, так как не существует не только нормальной инфраструктуры, но и требований к проектированию, вместе с правилами безопасности. Нет, обычный механический транспорт, напечатать все же можно, но если вы нуждаетесь в дополнительных удобствах, по типу кондиционера и электростеклоподъемников, создать их можно будет только к 2025 году и то, эта дата будет актуальна только при самой положительной динамике развития 3d технологий.

Самостоятельное проектирование авто

Стоит напомнить, что автомобильная промышленность – это гигантская сфера. Мировой суммарный доход автопроизводителей составляет порядка 9 триллионов долларов. Ежегодно появляются и исчезают новые компании. Одни выдерживают конкуренцию, другие – отправляются в небытия, так и не прославившись, а влияет на это потребитель, который хочет максимальной персонализации.

Основная проблема в реализации персонализации заключается в том, что в данный момент такие авто если и появятся, то займут довольно узкую нишу, которая канет в небытие. Но в будущем, каждый пользователь сможет создать под себя именно такой автомобиль, который захочет, а помогут ему в этом 3d принтеры.

Производители уже сейчас теоретически могут создать управляемую CAD-систему для своих покупателей. Клиент смог бы самостоятельно добавить уже в готовый проект собственные решения, которые соответствуют его потребностям, например, дополнительные колеса. Сама же программа не только внесет коррективы в модель, но и протестирует виртуальный вариант авто в своеобразной песочнице.

По мнению экспертов, стоимость производства авто подобным методом, способно снизить цену на работы и расходные материалы в 3-4 раза. Но здесь также необходимо учитывать такой показатель, как безопасность. Вся автомобильная промышленность строится на парадигме этой характеристики, и если производитель даст пользователю возможность самостоятельно конфигурировать автомобиль, необходимы специальные методики для вычисления этого показателя. Также нужно будет использовать различные по прочности, и другим характеристикам, материалы и проводить множество дополнительных исследований.

В качестве сравнения можно привести аэрокосмическую промышленность. Исследователи из этой области в течение долгих лет проводили множество экспериментов, в результате которых удалось создать ряд материалов из сверхпрочных углеродных волокон. Именно с их помощью можно будет создавать прочные детали с высокими эксплуатационными характеристиками.

Нарушение правил проектирования автомобилей

Технологии 3d печати открывают множество горизонтов для творчества в сфере автомобилестроения. Каждый человек способен создать уникальное, приспособленное только для себя транспортное средство, но вся проблема заключается в том, что клиент чаще всего сам не знает, чего хочет. К тому же, подавляющая часть людей попросту не сможет спроектировать транспорт, который будет безопасным, функциональным и доступным одновременно.

Если реализовать возможность самостоятельного создания авто, многие существующие правила проектирования будут сильно нарушены, но предполагается, что параллельно могут быть созданы анализирующие технологии, которые будут определять эти нарушения и исправлять их в автоматическом режиме. При этом большая часть параметров пользователя сохранится. По мере улучшения 3d технологий, самостоятельное проектирование действительно может стать реально.

Здесь же стоит упомянуть о самой главной выгоде для производителей – больше не нужно штамповать тысячи автомобилей с различными конфигурациями, сборками и т. д. Пользователь сам определит функционал своего авто, его внешний вид и отправит проект на производство. Далее, программное обеспечение исправит ошибки и недочеты и запустит процесс печати. Tesla Motors практически с начала своего существования практикуют подобный подход, собирая аванс с будущих владельцев непосредственно перед стартом производства.

Еще один плюс – улучшение экологии, так как фабрики не будут работать сутками напролет, а конвейеры будут включаться только во время печати.

Существует множество вариантов развития событий в сфере производства автомобилей. Возможно 3d принтеры полностью заменят огромные конвейеры, заводы и людей, но может быть и такое, что появится более продвинутая технология, которая подомнет под себя все преимущества известных технологий.