Mobile-Menu

Produkcja addytywna w zakresie wyposażenia wnętrz pojazdów Podgłówki wykonane z drukowanego monomateriału

Autor: Matthias Gutbrod 4 min Czas czytania

W ramach strategii gospodarki o obiegu zamkniętym „Vision O” firma Škoda Auto pokazuje potencjał produkcji addytywnej w produkcji seryjnej. Dzięki zastosowaniu materiału Ultrasint TPU o strukturze plastra miodu udaje się połączyć w jednym elemencie złożone wymagania mechaniczne, takie jak tłumienie drgań i stabilność kształtu, bez konieczności stosowania tradycyjnych rozwiązań kompozytowych.

Wnętrze samochodu koncepcyjnego Skoda Vision O zostało zaprojektowane specjalnie z myślą o gospodarce o obiegu zamkniętym. Zagłówek wykonany w technologii druku 3D z TPU można poddać recyklingowi bezpośrednio po zakończeniu cyklu życia.(Bild: Skoda)
Wnętrze samochodu koncepcyjnego Skoda Vision O zostało zaprojektowane specjalnie z myślą o gospodarce o obiegu zamkniętym. Zagłówek wykonany w technologii druku 3D z TPU można poddać recyklingowi bezpośrednio po zakończeniu cyklu życia.
(Bild: Skoda)

Sercem nowo opracowanego zagłówka jest Ultrasint TPU, termoplastyczny poliuretan, który firma BASF opracowała specjalnie z myślą o procesach produkcji addytywnej opartych na łóżku proszkowym, takich jak selektywne spiekanie laserowe (SLS), i jest dystrybuowany pod marką Forward AM przez firmę Mass Additive Manufacturing. Dla przetwórcy materiał ten oferuje zaletę w postaci wysokiej stabilności procesu oraz bardzo dobrej jakości powierzchni drukowanych elementów.

Polimer o wysokiej wydajności do seryjnej produkcji addytywnej

W zastosowaniu w modelu Vision O polimer spełnia wszystkie wymagania dotyczące komfortu i trwałości w ramach jednolitego systemu materiałowego. Ponieważ jest to materiał jednorodny, pod koniec cyklu życia element można przekazać bezpośrednio do recyklingu bez konieczności wcześniejszego rozdzielania różnych tworzyw sztucznych lub pianek. Znacznie zmniejsza to złożoność łańcucha utylizacji i wspiera dążenie do osiągnięcia wyższego wskaźnika recyklingu w sektorze motoryzacyjnym.

Integracja funkcji dzięki stopniowanym strukturom plastra miodu

Projekt zagłówka wykorzystuje swobodę projektową druku 3D w celu uzyskania funkcjonalnego stopniowania. Wybrana geometria typu „honeycomb” (struktura plastra miodu) nie jest statyczna, lecz zmienia swoją gęstość na całej powierzchni elementu. Struktura ta stopniowo przechodzi od solidnej, stabilnej mechanicznie podstawy w dolnej części do architektury o dużych porach i przewiewnej w górnej części.

Koncepcja i struktura plastra miodu zagłówka w modelu Skoda Vision O.
(Zdjęcie: Skoda)

Taka konstrukcja zapewnia specyficzne właściwości odkształceniowe: otwarta struktura precyzyjnie reaguje na obciążenia ściskające i zapewnia miękkość w dotyku, przypominającą wyściółkę. „Celem było stworzenie zagłówka z jednego materiału, co oznacza ograniczenie liczby elementów do jednego materiału spełniającego wszystkie wymagania” – wyjaśniają osoby odpowiedzialne za projekt w firmie Škoda. Dzięki temu zrezygnowano z klasycznego połączenia nośnego rdzenia z tworzywa sztucznego, wyściółki z pianki i tekstylnej powłoki.

Zrównoważony rozwój dzięki produkcji bezodpadowej

Oprócz możliwości ponownego wykorzystania materiału proces ten wyróżnia się oszczędną pod względem zasobów produkcją. Proces drukowania z wykorzystaniem Ultrasint TPU został zaprojektowany jako produkcja bezodpadowa. Niewykorzystany proszek znajdujący się w przestrzeni roboczej można ponownie wykorzystać w kolejnych zadaniach drukowania, co zwiększa efektywność wykorzystania materiału w porównaniu z metodami subtraktywnymi lub klasycznym formowaniem wtryskowym, w którym występują straty związane z nadlewką.

Karsten Schnake, członek zarządu ds. zaopatrzenia w Škoda Auto, podkreśla znaczenie tego holistycznego podejścia: „Dokładnie analizujemy, w jaki sposób komponenty są pozyskiwane, produkowane, pakowane i transportowane. W ramach projektu Vision O pracowaliśmy nad systemem o obiegu zamkniętym, który minimalizuje wpływ na środowisko”. Strategia ta pokazuje, że produkcja addytywna i materiały TPU stanowią kluczowe elementy niezbędne do spełnienia przyszłych wymogów regulacyjnych, takich jak rozporządzenie w sprawie pojazdów wycofanych z eksploatacji (ELV).

Pokrowce na siedzenia są produkowane jako dzianina płaska o różnej strukturze, w jednym kawałku. Zapewnia to idealne dopasowanie. Do ich produkcji wykorzystuje się w 100% poliester pochodzący z recyklingu.
(Zdjęcie: Skoda)

Również w przypadku pokrowców na siedzenia producent samochodów stawia na nowe techniki obróbki: materiały są wytwarzane jako dzianina płaska z różnymi zintegrowanymi strukturami w jednym kawałku. Zapewnia to optymalne dopasowanie przy jednoczesnym zwiększeniu trwałości. Wykorzystywany jest w 100% poliester z recyklingu (Rec PES), pozyskiwany z przetworzonych butelek PET. Proces ten obejmuje oczyszczanie, rozdrabnianie i topienie surowca z recyklingu w celu uzyskania przędzy, która następnie jest tkana w tkaniny.

Produkcja konwencjonalna a podejście oparte na jednym materiale

W przemyśle motoryzacyjnym zagłówki są tradycyjnie bardzo złożonymi podzespołami, składającymi się z wielu różnych materiałów. Nowe rozwiązanie firmy Škoda przełamuje te konwencjonalne struktury produkcyjne, aby zoptymalizować zarówno sam proces produkcji, jak i późniejszy recykling.

Zazwyczaj zagłówek składa się z formowanego wtryskowo korpusu nośnego z twardego tworzywa sztucznego (np. PA lub ABS), rdzenia wyściółki z pianki poliuretanowej (PUR) oraz pokrycia z tkaniny lub skóry. Taka konstrukcja wielomateriałowa wymaga wieloetapowych procesów: formowania wtryskowego podstawy, spieniania rdzenia, a następnie obicia. Ponadto recykling jest skomplikowany: pod koniec cyklu życia te trwale połączone elementy można rozdzielić jedynie przy dużym nakładzie pracy, co utrudnia odzysk surowców.

Zapisz się do newslettera już teraz

Nie przegap naszych najlepszych treści

Klikając „Zapisz się do newslettera”, wyrażam zgodę na przetwarzanie i wykorzystywanie moich danych zgodnie z formularzem zgody (rozwiń, aby poznać szczegóły) i akceptuję warunki korzystania. Więcej informacji znajdziesz w naszej polityce prywatności. Wyrażenie zgody dotyczy w szczególności przesyłania biuletynów redakcyjnych drogą elektroniczną oraz łączenia danych w celach marketingowych z wybranymi partnerami reklamowymi (np. LinkedIn, Google, Meta).

Rozwiń, aby poznać szczegóły Twojej zgody

Natomiast w modelu Vision O firma Škoda ograniczyła liczbę elementów do jednego materiału. Produkcja addytywna pozwala odtworzyć właściwości mechaniczne, które w innym przypadku uzyskuje się dzięki zastosowaniu różnych materiałów (twardy rdzeń, miękka pianka), wyłącznie poprzez geometrię wydrukowanej w 3D struktury plastra miodu.

Dzięki temu przełomowi technologicznemu model Vision O pokazuje, że przemysł tworzyw sztucznych stoi u progu transformacji: odejście od montażu złożonych elementów hybrydowych przy użyciu narzędzi na rzecz produkcji z integracją funkcji w jednym odlewie.

Powiązane treści