Τo εντυπωσιακό hypercar Czinger 21C μαρτυρά πως ο γρίφος της τρισδιάστατης εκτύπωσης μεγάλων τμημάτων έχει λύση, όμως τα εμπόδια για την εφαρμογή στη μαζική παραγωγή είναι ακόμα μεγάλα.
Η δομή του πλαισίου του Czinger 21C μοιάζει με εξωγήινη κατασκευή. Ένα σύνθετο μεταλλικό πλέγμα από κομμάτια με περίτεχνες καμπύλες και χωρίς σχεδόν καμία συγκόλληση μεταξύ τους, μοιάζει να ξεπηδά μέσα από το μαύρο ανθρακονημάτινο μονοκόκ.
Θα μπορούσε να σταθεί ως έκθεμα σε γκαλερί σύγχρονης τέχνης όμως πρόκειται για την καρδιά ενός αυτοκινήτου που δημιουργήθηκε με τη χρήση τρισδιάστατης εκτύπωσης. Για όσους δεν γνωρίζουν, η Czinger έχει θέσει ως στόχο να γίνει μια αυτοκινητοβιομηχανία που «θα κατασκευάζει τα πιο “ζόρικα” οχήματα στις ΗΠΑ», σύμφωνα με τα λόγια του συνιδρυτή Kevin Czinger.
Και η σχεδόν οργανική δομή αυτής της περίπλοκης κατασκευής είναι το αποτέλεσμα βαθιάς μηχανολογικής γνώσης και προηγμένης τρισδιάστατης εκτύπωσης - τομείς στους οποίους η Czinger είναι πολύ πιο μπροστά από πολλούς κατασκευαστές χειροποίητων supercars περιορισμένης παραγωγής.
Το μυστικό είναι πολύ απλό: η μητρική εταιρεία της Czinger, η Divergent Industries, κατασκευάζει τους δικούς της τρισδιάστατους εκτυπωτές όπως και το λειτουργικό λογισμικό που επιτρέπει την αξιοποίησή τους με τον καλύτερο δυνατό τρόπο. «Σκεφτείτε τον τρόπο λειτουργίας ενός οικοσυστήματος στο οποίο υπάρχουν αμέτρητα φυσικά στοιχεία, συγκεκριμένες συνθήκες και δεδομένοι περιορισμοί», λέει ο Kevin Czinger.
«Η εξελικτική πορεία βελτιστοποιεί σε βάθος χρόνου τις δομές της χλωρίδας και της πανίδας σε σχέση με αυτούς τους περιορισμούς και τις συνθήκες». Φανταστείτε λοιπόν τους περιορισμούς της φυσικής και της μηχανικής σε ένα κατασκευαστικό σύστημα. Τα εργαλεία που έχεις στη διάθεσή σου είναι αυτά που ορίζουν τον ρυθμό της εξελικτικής διαδικασίας. Αυτό που κάποτε χρειαζόταν χρόνια ή και δεκαετίες με βάση μια διαδικασία φυσικών δοκιμών, λαθών και αποτυχημένων προσπαθειών, σήμερα μπορούμε να το προσομοιώσουμε σε ελάχιστα δευτερόλεπτα».
Το αποτέλεσμα είναι το Czinger 21C, ένα hypercar που κάνει το 0-100 km/h σε 1,88’’ χάρη στην απόδοση των 1.250 PS που χαρίζει μια υβριδική μονάδα η οποία συνδυάζει έναν V8 κινητήρα με ένα ηλεκτρικό σύστημα αρχιτεκτονικής 800V. Το 21C έχει πετύχει το ρεκόρ αυτοκινήτου παραγωγής στην πίστα Laguna Seca και στη διαδρομή του Goodwood Festival of Speed.
«Η ψηφιακή εξομοίωση και η τρισδιάστατη εκτύπωση σύνθετων εξαρτημάτων μας επέτρεψαν να ολοκληρώσουμε την εξέλιξη και να φτάσουμε από το μηδέν ως την ολοκλήρωση και την κατασκευή του αυτοκινήτου σε μόλις τρία χρόνια. Και μιλάμε για ένα αυτοκίνητο που μπορεί να κάνει το 0-400 m σε 8,1’’ και είναι απολύτως νόμιμο για κυκλοφορία στον δρόμο πληρώντας τις προδιαγραφές ασφαλείας και τους περιορισμούς σε ό,τι αφορά τις εκπομπές ρύπων», προσθέτει ο Kevin.
Ωστόσο υπάρχουν ακόμα μεγάλα ζητήματα που σχετίζονται κυρίως με το κόστος και την ταχύτητα, τα οποία δυσχεραίνουν την υιοθέτηση της τρισδιάστατης εκτύπωσης στη μαζική παραγωγή. Αυτό που λειτουργεί για μια εταιρεία χαμηλού όγκου παραγωγής που κατασκευάζει supercars πολλών εκατομμυρίων με μεγάλο περιθώριο κέρδους, μπορεί να μην είναι βιώσιμο για μια συνηθισμένη αυτοκινητοβιομηχανία.
Η Porsche χρησιμοποιεί την τρισδιάστατη εκτύπωση από το 2018, κατασκευάζοντας από καθίσματα έως και έμβολα για την 911 GT2 RS. Ο υπεύθυνος προηγμένης μηχανικής της Porsche, Frank Ickinger, αναγνωρίζει πως η εταιρεία αποφάσισε να υιοθετήσει αυτή την τεχνολογία παρόλο που γνώριζε πως η εκτύπωση ορισμένων εξαρτημάτων είναι πολύ πιο χρονοβόρα διαδικασία σε σχέση με τον παραδοσιακό τρόπο κατεργασίας.
Η Lamborghini χρησιμοποιεί επίσης την τρισδιάστατη εκτύπωση για αεροδυναμικά εξαρτήματα και τμήματα του διάκοσμου, όμως το αφεντικό της, Stephan Winkelmann επισημαίνει: «Είναι πραγματικά ένα πολύτιμο εργαλείο σε μια πολύ μικρή παραγωγή, όμως είναι πολύ ακριβό για να επεκταθεί σε μεγαλύτερη κλίμακα».
Η Ford από την άλλη πλευρά επιδιώκει να αντιμετωπίσει το ζήτημα της μεγάλης κλίμακας επενδύοντας στην ενσωμάτωση μιας μονάδας τρισδιάστατης εκτύπωσης στο εργοστάσιο της Κολονίας. Η Ford αναφέρει πως η χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης μειώνει τα απορρίμματα και τη σπατάλη πρώτων υλών, ενώ επιτρέπει την ταχύτερη κατασκευή νέων εξαρτημάτων, καθώς δεν απαιτείται η δημιουργία εκμαγείων ή καλουπιών.
Ο Oliver Färber, διευθυντής της μονάδας παραγωγής κινητήρων στο εργοστάσιο της Κολονίας, λέει ότι η 3D εκτύπωση φέρνει στην παραγωγική διαδικασία μια προσέγγιση αντίστοιχη με αυτή των start-up στον επιχειρηματικό τομέα: «Με γρήγορες αποφάσεις και μικρή γραφειοκρατία»._Jake Groves
Η Audi στο εργοτάξιο Neckarsulm αξιοποιεί τα απορρίμματα πολυμερών πρώτων υλών από τα Α6 και Α7 για να κατασκευάσει εργαλεία συναρμολόγησης με τρισδιάστατη εκτύπωση.
Η MINI από την πλευρά της, το 2017 διέθετε τρισδιάστατα εκτυπωμένα διακοσμητικά στοιχεία στον προαιρετικό εξοπλισμό εξατομίκευσης των μοντέλων της, κάτι που όμως έχει διακοπεί στην τρέχουσα γκάμα.
Τέλος η BMW χρησιμοποιεί τρισδιάστατα εκτυπωμένα εξαρτήματα στην κυλινδροκεφαλή του κινητήρα των M2, M3 και M4.