Aplicaciones para la fabricación aditiva en la producción de vehículos eléctricos

La popularidad de los vehículos eléctricos (EV) comenzó con el Toyota Prius, un vehículo híbrido impulsado por la combinación de un motor de combustión interna y una batería de hidruro metálico de níquel. Desde la introducción del Prius, muchos vehículos eléctricos híbridos y de batería (BEV) han ingresado al mercado, y la adopción de vehículos eléctricos continúa aumentando año tras año. En 2020, se vendieron 3,1 millones de vehículos eléctricos y, solo en noviembre de 2021, se vendieron más de 721 000 vehículos enchufables, lo que estableció un récord de ventas mensuales y significó un creciente interés en los vehículos eléctricos, y no hay señales de que esa tendencia se esté desacelerando.

General Motors planea eliminar gradualmente los automóviles a gasolina, también conocidos como vehículos con motor de combustión interna (ICE), y promete que toda su flota estará compuesta por vehículos de cero emisiones para 2035. De manera similar, el presidente Biden anunció que la flota del gobierno será reemplazada por EV, por un total de más de 645,000 vehículos, y emitió una orden ejecutiva con el objetivo de hacer que la mitad de todos los autos nuevos vendidos en 2030 sean eléctricos. Además, Bloomberg Markets predice que más de dos tercios de las ventas mundiales de automóviles serán eléctricos para 2040, mientras que Edison Electric estima que las ventas de vehículos eléctricos superarán los 3,5 millones anuales para 2030.

Está claro que el futuro de la industria automotriz es eléctrico y ahora es el momento de que las empresas comiencen a desarrollar vehículos eléctricos. Mantenerse al día con el mercado de producción de automóviles puede ser complicado, pero el uso de la fabricación aditiva puede simplificar el proceso y ayudar a los fabricantes de equipos originales (OEM) de automóviles a prosperar a medida que ingresamos en un mundo cada vez más eléctrico.

En comparación con los métodos de fabricación tradicionales, la fabricación aditiva permite componentes más ligeros y una mayor personalización, al mismo tiempo que evita las restricciones de la cadena de suministro que han sido obstáculos importantes en la producción. Con volúmenes de producción relativamente bajos y una demanda creciente pero incierta, los fabricantes y proveedores de vehículos eléctricos pueden beneficiarse de la flexibilidad, la velocidad y la asequibilidad que ofrece la fabricación aditiva.

Beneficios de la fabricación aditiva en vehículos eléctricos

La fabricación aditiva ofrece varias ventajas a quienes están en la industria de los vehículos eléctricos. Al incluir la fabricación aditiva en el ciclo de producción de vehículos eléctricos, puede:

Diseñe piezas complejas, reduzca el peso y prolongue la duración de la batería

La industria automotriz ha pasado años buscando varias opciones de aligeramiento, ya que menos peso significa mayor eficiencia de combustible. En los vehículos eléctricos, las piezas más livianas dan como resultado una mejor duración de la batería, por lo que los fabricantes se han esforzado por encontrar formas de hacer que los vehículos sean más livianos sin sacrificar la calidad o la seguridad.

Introduzca la fabricación aditiva. La impresión 3D no solo permite a los ingenieros crear geometrías orgánicas complejas utilizando menos material que las técnicas de fabricación convencionales, sino que también les permite consolidar varias piezas en un solo componente que requiere poco o ningún ensamblaje. El producto resultante suele ser más ligero que una pieza ajustada o soldada y, en muchas aplicaciones, puede igualar la resistencia de las piezas fabricadas tradicionalmente. La capacidad de Additive para crear piezas complejas también puede ayudar cuando se trata de maximizar el espacio de la batería, ya que los diseñadores pueden fabricar carcasas con paredes más delgadas en formas complejas y apilables.

Utilice una variedad de materiales y logre un mejor rendimiento térmico

Si bien la impresión 3D tiene la reputación de tener una selección limitada de materiales compatibles, la cantidad de opciones disponibles ha crecido significativamente en los últimos años. Ahora hay muchos que cumplen con las especificaciones automotrices y pueden ayudar a reducir el peso del vehículo. Por ejemplo, algunos materiales ofrecen una reducción de peso del 20% en comparación con el tereftalato de polibutileno reforzado con fibra de vidrio (PBT). Incluso puede formular materiales de impresión 3D personalizados para lograr propiedades mecánicas específicas si ninguna opción existente satisface sus necesidades.

Además, muchos materiales compatibles con la impresión 3D tienen mejores capacidades térmicas que los materiales de fabricación tradicionales, lo que puede ayudar a prolongar la vida útil de las baterías de los vehículos eléctricos. Después de todo, es mejor mantener las baterías de vehículos eléctricos a temperaturas suaves:50 °F es lo mejor para el almacenamiento, mientras que 77 °F es ideal para cargar y conducir, pero mantener esas temperaturas puede ser complicado cuando se usan componentes metálicos. Por otro lado, las carcasas impresas en 3D y los intercambiadores de calor brindan a los ingenieros más opciones de materiales que pueden ayudar a regular mejor la temperatura de la batería.

Producir tiradas de producción de bajo volumen de manera rentable

Si bien el moldeo por inyección es ideal para corridas de producción de alto volumen, puede ser costoso y poco práctico cuando se ejecutan corridas de bajo volumen debido al costo de crear herramientas. La demanda de vehículos eléctricos está aumentando rápidamente, pero aún no se acerca al tamaño de mercado de los vehículos ICE tradicionales, por lo que la rentabilidad de la fabricación aditiva en bajos volúmenes puede ayudar a las empresas a fabricar los componentes que necesitan a un costo por pieza razonable. .

Reduzca su tiempo de comercialización

Dado que la fabricación aditiva no requiere herramientas, puede acelerar su cronograma de fabricación. En comparación con los tiempos de entrega del moldeo por inyección, el aditivo ofrece una reducción del tiempo de entrega de hasta un 50 %, lo que acelera el proceso de iteración y la producción final. Como resultado, las empresas pueden reducir drásticamente los tiempos de desarrollo de vehículos mediante la fabricación aditiva.

Personaliza fácilmente los vehículos

La falta de herramientas hace que la actualización de diseños y la provisión de opciones de personalización sean más fáciles y significativamente menos costosas. Con la fabricación aditiva, los clientes pueden personalizar fácilmente todo, desde insignias hasta soportes, sin aumentar significativamente los costos o los tiempos de producción.

Evitar restricciones en la cadena de suministro

Seguir los métodos de fabricación tradicionales a menudo significa quedar atrapado en los problemas de la cadena de suministro, especialmente con los problemas recientes de la cadena de suministro global. La fabricación aditiva permite a las empresas evitar muchos de estos cuellos de botella potenciales, ya que las empresas pueden fabricar piezas en cualquier lugar donde ellas o sus socios de fabricación tengan impresoras 3D. En lugar de esperar a los canales tradicionales de producción y envío, pueden diseñar e imprimir piezas bajo demanda desde cualquier lugar.

Aplicaciones comunes de la fabricación aditiva en la producción de vehículos eléctricos

Muchas industrias utilizan la fabricación aditiva en la creación de prototipos debido a su velocidad y asequibilidad, y la industria de los vehículos eléctricos no es diferente. Además, las empresas utilizan la fabricación aditiva para crear plantillas, accesorios y otras herramientas necesarias para los procesos de fabricación y creación de prototipos de manera rentable.

Cuando se trata de piezas de uso final, las empresas utilizan la tecnología de impresión 3D para crear todo, desde cajas de batería hasta biseles de iluminación. Los gabinetes, molduras, clips, insignias, soportes, así como el enrutamiento de aire, fluido y cables se pueden imprimir en 3D. Algunas empresas están imprimiendo puertos de carga, tapas de enchufes, cinemática HVAC, soportes y tapas.

La impresión 3D es cada vez más popular cuando se trata de conectores eléctricos, ya que a menudo son pequeños y requieren una precisión extrema, lo que puede aumentar el costo del moldeo por inyección de plástico tradicional. En el futuro, incluso podría ser posible imprimir baterías de EV en 3D a escala.

Fabricación de componentes para vehículos eléctricos con Fast Radius

La fabricación aditiva ofrece a los fabricantes de vehículos eléctricos muchos beneficios y es probable que sea el futuro de la industria automotriz. Sin embargo, pasar de las técnicas de fabricación tradicionales a la fabricación aditiva no será necesariamente fácil para todas las organizaciones.

Ahí es donde entra en juego trabajar con un socio de fabricación experimentado. En Fast Radius, somos expertos en fabricación aditiva. Cuando trabaje con nosotros, le ayudaremos a garantizar que sus piezas 3D estén listas para la producción, y también puede usar nuestras herramientas en línea para explorar opciones de diseño, material y producción o comenzar una cotización. ¿Preparado para comenzar? ¡Cree una cuenta para cargar sus diseños de piezas o contáctenos hoy!

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