3D приложения. Студенти вдъхват живот на „Дишащата“ седалка за Audi с 3D печат

Въпреки, че фокусът често е върху мощността на двигателя и външния дизайн, когато говорим за автомобили, има още една автомобилна функция, която е узряла за иновация. Столът за кола, което функционира като интерфейс между водача и автомобила, е един от най-важните елементи на автомобила и трябва да предлага ергономична опора, функции за безопасност и комфорт.

През последните години се наблюдава нарастващ фокус върху това как да се преоткрият и подобрят автомобилните седалки, като се използват нови дизайнерски концепции и усъвършенствано производство, като 3D печат. Един такъв проект, озаглавен „Concept Breathe“, е резултат от сътрудничество между студенти от Университета по изкуства в Braunschweig, германския производител на автомобили Audi и специалиста по широкоформатен 3D печат BigRep.

Усилие на множество партньори

Концепцията Breathe, чиято кулминация е създаването на „дишаща“ седалка за кола в пълен размер, е родена от изследване на автомобила на бъдещето. Студентите по дизайн в Braunschweig, под ръководството на д-р Manuel Kretzer, професор по материали и технологии, и отделът за развитие/иновации на Audi, ръководен от Mike Herbig, бяха вдъхновени от идеята, че колата на бъдещето може да има по-голяма връзка с шофьор. Както се казва: „Ами ако стане партньор, който реагира и откликва на нашите действия, организъм, приятел, който живее и диша?“

Интересното е, че Audi вече започна да преследва тази идея с разработването на Klara , „чувствително Audi A1“ през 2017 г. Това концептуално проучване имаше за цел да насърчи по-голяма съпричастност между автомобила и шофьора чрез създаване на чувствителна кола, която изглежда диша. Ефектът на дишане е резултат от 39 електрически мотора, монтирани под металната конструкция на колата и няколко сензора, които биха позволили на Klara да поеме въздух и да реагира на заобикалящата я среда.

Проектът за столче за кола Concept Breathe, предприет през пролетта на 2017 г., беше продължение на експерименталната инициатива Klara, която се стремеше да комбинира различни технологии и принципи на проектиране, за да създаде по-човешко столче за кола, което може динамично да се движи заедно с водача.

„Ами ако седалката се превърне в партньор, който реагира и отговаря на нашите действия, организъм, приятел, който живее и диша?“

Замисляне на „Concept Breathe“

Проектът за „сядане“ беше ръководен от група от 10 студенти бакалаври в Университета по изкуства в Braunschweig като част от техния модул за цифрово изработване. Курсовете в този модул са специално насочени към развиване на „експериментално разбиране на възникващи възможности за проектиране“ чрез използване на иновативни алгоритмични и параметрични принципи на проектиране, както и цифрови производствени технологии, като 3D печат, които вдъхват живот на дизайнерските концепции.

В крайна сметка дизайнът на столчето за кола е вдъхновен от органични форми и системи и се състои от няколко активни компонента, интегрирани в лека рамка. Поради сложната геометрия на окончателния дизайн – която е резултат от няколко параметрично проектирани итерации – студентският екип и техните партньори решиха да отпечатат 3D прототипа на седалката 1:1. BigRep, известен със своите широкомащабни 3D принтери, се справи повече от отлично със задачата.

Структурата на седалката беше 3D отпечатана с помощта на машината BigRep ONE , която има голям обем на изграждане до един кубичен метър, и PRO HT филамент на BigRep , лесен за отпечатване биополимер с повишена температурна устойчивост в сравнение с традиционния PLA. Процесът на печат отне почти 10 дни, за да завърши, което по това време отбеляза най-дългия печат на BigRep.

Върху 3D отпечатаната рамка бяха прикрепени 38 персонализирани активни компонента, които създаваха haptic ( това е устройство, създаващо физическо усещане за тласък или вибрация)и визуален ефект на дишане, заедно с набор от специално проектирани възглавници, изработени от високоефективен текстил за оптимизиран комфорт и опора. Както се изрази дизайнерският екип: активните компоненти (виждани в червено) „са проектирани да увеличат способността на седалката да реагира на променящите се условия на шофиране, но особено да подобрят идентификацията на потребителя с оживения обект чрез движения на дишане.“

Проправяне на пътя за иновации

Технологията за 3D печат на BigRep беше жизненоважна за реализацията на проекта. Не само, че широкоформатният 3D принтер на компанията беше оборудван да се справи с мащаба на структурата на седалката за кола в пълен размер (намалявайки необходимостта от сглобяване след печат), той също така успя да възпроизведе сложната органична форма на продукта. Нещо повече, 3D принтирането предложи на партньорите по проекта рентабилен начин за директно създаване на голям прототип, без да се налага да инвестират в инструменти или да се обръщат към сложни вериги за доставки.

По същия начин, по който широкоформатният 3D печат беше от решаващо значение за реализирането на този концептуален дизайн, технологията сега се използва в цялата автомобилна индустрия за изследване на нови дизайнерски идеи и въвеждане на нови иновативни решения на пазара, от бързи прототипи до крайна употреба части. По-специално в приложенията за автомобилни седалки има редица проекти, които използват способността на технологията да създава сложни дизайни, оптимизирани за производителност и комфорт, както и персонализирани продукти в мащаб.

По същия начин, германският автомобилен производител Porsche наскоро пусна 3D отпечатана седалка с „full-bucket seat“ , която интегрира персонализирани 3D отпечатани решетки за превъзходна поддръжка и дишане. Подобно на Concept Breathe, 3D отпечатаната седалка подчертава връзката между хората и технологиите, за да генерира подобрено изживяване при шофиране, особено за високопроизводителни превозни средства.

3D принтирането е бъдещето на автомобилостроенето

В крайна сметка проектът Concept Breathe не би бил възможен без адитивното производство, особено широкоформатния 3D печат на BigRep. Технологията се оказа съществена за бързото и рентабилно реализиране на новаторска идея.

За по-широката автомобилна индустрия възможността за 3D отпечатване на големи структури и продукти в една част /парче/ има огромни предимства. От една страна, той позволява консолидация на дизайна, позволявайки големи структури да бъдат отпечатани наведнъж, минимизирайки времето за сглобяване и последваща обработка. Това има значително влияние върху времето и разходите, независимо дали потребителите отпечатват концепция за дизайн, функционален прототип или част за крайна употреба.

Технологията също така позволява на продуктовите дизайнери да създават невъзможни досега дизайни, отваряйки неограничени възможности за иновации. С него напредничави индивиди и екипи (като студентите по дизайн в Braunschweig и техните партньори в Audi и BigRep) могат наистина да се потопят в нови идеи и да ги трансформират в нещо реално, нещо, което може да оформи бъдещето.

За да научите повече за това как 3D принтирането помогна да оживее Concept Breathe, вижте следното видео :