Aplicativos para manufatura aditiva na produção de veículos elétricos

A popularidade dos veículos elétricos (EVs) começou com o Toyota Prius, um veículo híbrido movido pela combinação de um motor de combustão interna e uma bateria de níquel-hidreto metálico. Desde a introdução do Prius, muitos veículos híbridos e elétricos a bateria (BEVs) entraram no mercado, e a adoção de veículos elétricos continua a aumentar ano após ano. Em 2020, 3,1 milhões de VEs foram vendidos e somente em novembro de 2021, mais de 721.000 veículos plug-in foram vendidos, estabelecendo um recorde mensal de vendas e significando um interesse crescente em EVs – e não há sinal de que essa tendência esteja diminuindo.

A General Motors planeja eliminar gradualmente os carros movidos a gás - também conhecidos como veículos com motor de combustão interna (ICE) - e promete que toda a sua frota será composta por veículos de emissão zero até 2035. Da mesma forma, o presidente Biden anunciou que a frota do governo será substituída por EVs, totalizando mais de 645.000 veículos, e emitiu uma ordem executiva com o objetivo de tornar metade de todos os carros novos vendidos em 2030 elétricos. Além disso, a Bloomberg Markets prevê que mais de dois terços das vendas globais de carros serão elétricos até 2040, enquanto a Edison Electric estima que as vendas de veículos elétricos ultrapassarão 3,5 milhões anualmente até 2030.

Está claro que o futuro da indústria automotiva é elétrico e agora é a hora das empresas começarem a desenvolver EVs. Acompanhar o mercado de produção automotiva pode ser complicado, mas o uso de manufatura aditiva pode simplificar o processo e ajudar os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) automotivos a prosperar à medida que entramos em um mundo cada vez mais elétrico.

Em comparação com os métodos tradicionais de fabricação, a manufatura aditiva permite componentes mais leves e maior personalização, ao mesmo tempo em que evita restrições na cadeia de suprimentos que têm sido importantes obstáculos à produção. Com volumes de produção relativamente baixos e uma demanda crescente, porém incerta, os fabricantes e fornecedores de VEs podem se beneficiar da flexibilidade, velocidade e acessibilidade que a manufatura aditiva oferece.

Benefícios da manufatura aditiva em veículos elétricos

A manufatura aditiva oferece várias vantagens para aqueles na indústria de EV. Ao incluir a manufatura aditiva no ciclo de produção do EV, você pode:

Projete peças complexas, reduza o peso e aumente a vida útil da bateria

A indústria automotiva passou anos buscando várias opções de redução de peso, pois menos peso significa maior eficiência de combustível. Nos EVs, peças mais leves resultam em melhor vida útil da bateria, então os fabricantes estão lutando para encontrar maneiras de tornar os veículos mais leves sem sacrificar a qualidade ou a segurança.

Entre na manufatura aditiva. A impressão 3D não apenas permite que os engenheiros criem geometrias orgânicas complexas usando menos material do que as técnicas de fabricação convencionais, mas também permite que eles consolidem várias peças em um único componente que requer pouca ou nenhuma montagem. O produto resultante é muitas vezes mais leve do que uma peça montada ou soldada e, em muitas aplicações, pode corresponder às peças fabricadas tradicionalmente no que diz respeito à resistência. A capacidade da Additive de criar peças complexas também pode ajudar quando se trata de maximizar o espaço da bateria, pois os designers podem fabricar invólucros com paredes mais finas em formas complexas e empilháveis.

Use uma variedade de materiais e obtenha melhor desempenho térmico

Embora a impressão 3D tenha a reputação de ter uma seleção limitada de materiais compatíveis, o número de opções disponíveis cresceu significativamente nos últimos anos. Agora existem muitos que atendem às especificações automotivas e podem ajudar a reduzir o peso do veículo. Por exemplo, alguns materiais oferecem uma redução de peso de 20% em comparação com o polibutileno tereftalato (PBT) reforçado com fibra de vidro. Você pode até mesmo formular materiais de impressão 3D personalizados para obter propriedades mecânicas específicas se nenhuma opção existente atender às suas necessidades.

Além disso, muitos materiais compatíveis com a impressão 3D têm melhores capacidades térmicas do que os materiais de fabricação tradicionais, o que pode ajudar a prolongar a vida útil da bateria do EV. Afinal, as baterias EV são melhor mantidas em temperaturas amenas – 50 ° F é o melhor para armazenamento, enquanto 77 ° F é ideal para carregar e dirigir – mas manter essas temperaturas pode ser complicado ao usar componentes de metal. Por outro lado, invólucros e trocadores de calor impressos em 3D oferecem aos engenheiros mais opções de materiais que podem ajudar a regular melhor as temperaturas da bateria.

Produza de forma econômica execuções de produção de baixo volume

Embora a moldagem por injeção seja ideal para execuções de produção de alto volume, pode ser cara e impraticável ao executar execuções de baixo volume devido ao custo de criação de ferramentas. A demanda por EVs está aumentando rapidamente, mas ainda não está perto do tamanho do mercado de veículos ICE tradicionais, portanto, a relação custo-benefício da manufatura aditiva em baixos volumes pode ajudar as empresas a fabricar os componentes de que precisam a um custo por peça razoável .

Reduza seu tempo de lançamento

Como a manufatura aditiva não requer ferramentas, você pode acelerar seu cronograma de fabricação. Comparado aos prazos de entrega da moldagem por injeção, o aditivo oferece uma redução do lead time de até 50%, o que acelera o processo de iteração e a produção final. Como resultado, as empresas podem reduzir drasticamente os tempos de desenvolvimento de veículos usando manufatura aditiva.

Personalize veículos facilmente

A falta de ferramentas torna a atualização de projetos e o fornecimento de opções de personalização mais fáceis e significativamente mais baratas. Com a manufatura aditiva, os clientes podem personalizar facilmente tudo, de crachás a suportes, sem aumentar significativamente os custos ou os tempos de produção.

Evite restrições na cadeia de suprimentos

Seguir os métodos tradicionais de fabricação geralmente significa ficar preso nos problemas da cadeia de suprimentos – especialmente com os recentes problemas globais da cadeia de suprimentos. A manufatura aditiva permite que as empresas ignorem muitos desses gargalos em potencial, pois as empresas podem fabricar peças em qualquer lugar em que elas ou seus parceiros de fabricação tenham impressoras 3D. Em vez de esperar pelos canais tradicionais de produção e envio, eles podem projetar e imprimir peças sob demanda de qualquer lugar.

Aplicações comuns da manufatura aditiva na produção de veículos elétricos

Muitas indústrias usam manufatura aditiva na prototipagem devido à sua velocidade e acessibilidade, e a indústria de VE não é diferente. Além disso, as empresas usam a manufatura aditiva para criar gabaritos, acessórios e outras ferramentas necessárias para os processos de fabricação e prototipagem de forma econômica.

Quando se trata de peças de uso final, as empresas usam a tecnologia de impressão 3D para criar tudo, desde caixas de bateria até molduras de iluminação. Gabinetes, acabamentos, clipes, crachás, suportes, bem como roteamento de ar, fluido e fio podem ser impressos em 3D. Algumas empresas estão imprimindo portas de carregamento, tampas de plugues, cinemática HVAC, montagens e tampas.

A impressão 3D é cada vez mais popular quando se trata de conectores elétricos, pois geralmente são pequenos e exigem extrema precisão, o que pode aumentar o custo da moldagem por injeção plástica tradicional. No futuro, pode até ser possível imprimir baterias EV em escala 3D.

Fabricando componentes EV com Fast Radius

A manufatura aditiva oferece aos fabricantes de veículos elétricos muitos benefícios e é provavelmente o futuro da indústria automotiva. No entanto, mudar das técnicas de fabricação tradicionais para a fabricação aditiva não será necessariamente fácil para todas as organizações.

É aí que entra o trabalho com um parceiro de fabricação experiente. Na Fast Radius, somos especialistas em manufatura aditiva. Ao trabalhar conosco, ajudaremos a garantir que suas peças 3D estejam prontas para produção - e você também pode usar nossas ferramentas online para explorar opções de design, material e produção ou iniciar uma cotação. Pronto para começar? Crie uma conta para enviar seus projetos de peças ou entre em contato conosco hoje!

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