Исследователи печатают 3D линзы для фар, преодолевая трудности производства

3D-печать для линз фар обеспечивает большую гибкость и производительность, чем традиционные технологии. В автомобильном секторе часто используется аддитивное производство (AП), поскольку эта технология ценится для изготовления деталей с оптимизированной топологией и весом, нестандартных компонентов, прототипов и малых серий. Однако 3D-печатные линзы для фар не распространены в промышленности.

Линзы для фар имеют решающее значение для системы освещения автомобиля, поскольку они обеспечивают равномерную передачу света по дороге, обеспечивая безопасное вождение в темное время суток. Линзы также защищают лампочки от таких факторов окружающей среды как пыль, мусор, снег и дождь. Детали также предлагают возможность персонализации, так как уникальные линзы могут добавить эстетический компонент автомобиля.

Традиционно фары производились массово, сосредотачиваясь на неизменном качестве, но по мере того, как автомобильная промышленность развивается, рынок желает более разнообразных продуктов, отвечающих уникальным потребностям. Но этот переход к более персонализированным решениям трудно приспособить к массовому производству, поскольку затраты на традиционные формы для линз нуждаются в тщательной оценке финансовых рисков и выгод перед началом производства, создавая более длительный процесс принятия решений.

Руководитель исследовательской группы Чиа Хунг Йе объяснил: «Поскольку дизайн продукции становится все сложнее, конструкция пресс-форм и производственные процессы также становятся сложнее, что замедляет скорость производства. Чтобы оставаться конкурентоспособным на быстро меняющемся рынке, производственные возможности должны быстро соответствовать этим требованиям».

Испытание предусматривало изготовление 14 линз для фар в течение одного восьмичасового цикла печати, а также линз, изготовленных на станках с ЧПУ, и линз с обратным проектированием. Затем исследователи измерили ключевые свойства линз, включая пропускную способность света, профиль поверхности, радиус кривизны, диаметр, высоту и шероховатость поверхности. Результаты? Напечатанная на 3D линза имела минимальную погрешность радиуса кривизны, исключительную шероховатость поверхности и пропускную способность 93%. Эти результаты были такими же, как и для образца, обработанного с помощью ЧПУ, который имел 94% коэффициент пропускания, и двух типов линз с обратным проектированием (91 и 94 идеальных), превышая 90% коэффициент пропускания коммерчески доступных поликарбонатных линз.

3D-печатная версия не только могла противостоять версиям традиционного производства, но использованная смола стоила около 30 долларов, демонстрируя экономическую эффективность. Согласно отчету, исследование показало, что 3D-печать подходит для создания прототипов, повышения эффективности работы и сокращения времени производства.

Исследование под руководством PI Chia-Hung Yeh и кандидата на докторскую диссертацию Wei-Min Chen провели в лаборатории цифрового проектирования Департамента промышленной инженерии и информации о предприятиях Тунхайского университета.

Вэй-Мин Чен, докторант, который помогал руководить исследованиям вместе с Йе, пояснил: «Технология 3D-печати имеет значительные перспективы для производства оптических компонентов, позволяя быстро создавать прототипы дизайна продукта, позволяя дизайнерам и инженерам быстро проверять эстетические, структурные и функциональные аспекты своих творений. Кроме того, это позволяет претворить в жизнь сложные и инновационные проекты, сокращая цикл разработки новых моделей транспортных средств и повышая общую конкурентоспособность на рынке».