با پیشرفت چشمگیر فناوری پرینت سه بعدی (Additive Manufacturing)، صنعت خودروسازی یکی از اولین صنایعی بود که این تکنولوژی را نه فقط برای پروتوتایپ، بلکه برای تولید واقعی قطعات به کار گرفت. امروز شرکت‌هایی مثل بوگاتی، ب‌ام‌و، فورد، جنرال موتورز و حتی ایران‌خودرو و سایپا از پرینترهای سه بعدی صنعتی استفاده می‌کنند.
در این مقاله جامع قصد داریم به صورت کامل و بدون اغراق بررسی کنیم که ساخت قطعه با پرینتر سه بعدی در خودروسازی چه مزایا و معایبی دارد، وضعیت فعلی در ایران و جهان چگونه است، قیمت پرینت سه بعدی قطعات خودرو چقدر است و مهم‌تر از همه، آینده این فناوری در صنعت خودروسازی ایران و جهان به کدام سمت می‌رود.

پرینت سه بعدی چیست و چگونه در خودروسازی استفاده می‌شود؟

پرینت سه بعدی یا ساخت افزایشی (Additive Manufacturing) فرآیندی است که در آن قطعه به صورت لایه به لایه از پایین به بالا ساخته می‌شود. برخلاف روش‌های سنتی (تراشکاری، ریخته‌گری، تزریق پلاستیک) که ماده را کم می‌کنند یا در قالب می‌ریزند، در پرینت سه بعدی فقط همان مقداری ماده که لازم است مصرف می‌شود.

انواع تکنولوژی‌های پرینت سه بعدی که هم‌اکنون در صنعت خودرو استفاده می‌شوند:

مزایای پرینت سه بعدی قطعات خودرو (چرا خودروسازان عاشق آن شدند؟)

۱. کاهش چشمگیر وزن قطعات

ب‌ام‌و با استفاده از ساختارهای لاتیس (Lattice) در پایه صندلی سری i، وزن را تا ۴۵٪ کاهش داد. هر کیلو کاهش وزن در خودروهای برقی یعنی پیمایش بیشتر.

۲. ساخت هندسه‌های پیچیده غیرممکن با روش سنتی

مثال معروف: منیفولد ورودی بوگاتی شیرون که با روش SLM از تیتانیوم ساخته شده و دارای کانال‌های خنک‌کاری داخلی پیچیده است که با هیچ روش دیگری قابل تولید نبود.

۳. تولید سریع قطعات یدکی کمیاب و خارج از تولید

در ایران این مزیت طلایی است! قطعات یدکی پژو ۲۰۶، پراید، سمند و حتی بنزهای قدیمی که دیگر تولید نمی‌شوند، با اسکن سه بعدی و پرینت دوباره قابل ساخت هستند.

۴. کاهش هزینه و زمان پروتوتایپ

زمان ساخت پروتوتایپ از چند هفته به چند ساعت کاهش پیدا کرده است.

۵. شخصی‌سازی کامل

لامبورگینی امکان سفارش قطعات داخلی با طرح و رنگ دلخواه مشتری را با پرینت سه بعدی فراهم کرده.

۶. کاهش موجودی انبار و ضایعات

به جای نگهداری هزاران قطعه مختلف در انبار، فقط فایل دیجیتال نگه داشته می‌شود و در صورت نیاز پرینت می‌شود.

معایب و چالش‌های ساخت قطعه با پرینتر سه بعدی در خودروسازی

۱. هزینه اولیه بسیار بالا برای پرینترهای صنعتی فلزی

قیمت یک دستگاه DMLS معتبر (مثل EOS M290) حدود ۵۰۰,۰۰۰ تا ۱,۲۰۰,۰۰۰ دلار است. حتی دستگاه‌های چینی معتبر هم بالای ۲۰۰,۰۰۰ دلار هستند.

۲. سرعت تولید پایین در تیراژ بالا

برای تولید ۱۰۰,۰۰۰ قطعه در سال، هنوز تزریق پلاستیک یا ریخته‌گری اقتصادی‌تر است.

۳. محدودیت مواد مقاوم در برابر حرارت و تنش بالا

هنوز تعداد محدودی پلیمر و فلز وجود دارند که بتوانند دمای ۱۵۰–۲۰۰ درجه زیر کاپوت را تحمل کنند (مثلاً Peek, ULTEM 9085, AlSi10Mg).

۴. مسائل استاندارد و گواهینامه

قطعات پرینت‌شده برای استفاده در جاده باید استانداردهای ISO 26262 (ایمنی عملکردی خودرو) و ASTM F3001 را پاس کنند که فرآیند طولانی و پرهزینه‌ای است.

۵. مشکل استحکام جهت‌دار (Anisotropy)

در بیشتر تکنولوژی‌ها (به‌خصوص FDM و SLS) خواص مکانیکی در جهت Z کمتر از جهت X-Y است.

۶. مسائل مالکیت معنوی

فایل STL یک قطعه به راحتی کپی می‌شود و این برای خودروسازان بزرگ مشکل‌ساز است.

قیمت پرینت سه بعدی قطعات خودرو در ایران (به‌روزرسانی آبان ۱۴۰۴)

نکته مهم: حداقل هزینه سفارش در اکثر شرکت‌ها بین ۳۰۰ تا ۸۰۰ هزار تومان است (حتی اگر قطعه ۱۰ گرم باشد).

وضعیت پرینت سه بعدی قطعات خودرو در ایران (سال ۱۴۰۴)

ایران در سال‌های اخیر پیشرفت قابل توجهی داشته:

• ایران‌خودرو: از سال ۱۴۰۱ مرکز پرینت سه بعدی در مرکز تحقیقات خود راه‌اندازی کرده و بیش از ۸۰ نوع قطعه داخلی (براکت، کانال هوا، دستگیره) را پرینت می‌کند.
• سایپا: همکاری با چند شرکت دانش‌بنیان برای ساخت قطعات داشبورد و سپر.
• شرکت‌های خصوصی فعال:
• مادپرینت (بزرگ‌ترین ناوگان SLS در ایران)
• پیشرو۳دی، پرینترسه بعدی ایران، ره‌پویان عدالت، سه‌بعدی‌سازان
• شرکت‌های فلزی: فقط ۳–۴ شرکت توانایی پرینت فلز واقعی (DMLS) دارند (مانند شرکت نانوپوشش صدرا و چند شرکت در پارک پردیس)

نمونه کارهای واقعی انجام‌شده در ایران:

• براکت موتور پژو ۲۰۶
• قاب آینه بغل سمند
• کانال هوای ورودی توربو دنا پلاس
• قطعات داخلی داشبورد شاهین
• دستگیره درب کشویی وانت آریسان

آینده پرینت سه بعدی در صنعت خودروسازی (پیش‌بینی تا ۱۴۱۰)

۱. خودروهای الکتریکی = نیاز شدید به قطعات سبک → افزایش استفاده از نایلون کربن‌فیبر و ساختارهای لاتیس
۲. تولید توزیع‌شده: کارخانه‌های کوچک پرینت سه بعدی در هر استان به جای انبار مرکزی قطعات یدکی
۳. پرینت فلز در ایران: تا پایان ۱۴۰۶ حداقل ۱۰ دستگاه DMLS/SLM جدید وارد کشور خواهد شد
۴. ترکیب پرینت سه بعدی با هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی توپولوژی (Topology Optimization)
۵. کاهش ۳۰–۵۰٪ قیمت مواد نایلون و رزین مهندسی تا سال ۱۴۰۸
۶. قانون‌گذاری برای قطعات پرینت‌شده یدکی (احتمالاً استاندارد اجباری از سال ۱۴۰۷)

نتیجه‌گیری: آیا الان وقت سرمایه‌گذاری روی پرینت سه بعدی قطعات خودرو است؟

اگر شما:

• صاحب تعمیرگاه یا فروشگاه لوازم یدکی هستید → بله، خرید یک پرینتر FDM/SLS صنعتی بازگشت سرمایه ۶–۱۲ ماهه دارد.
• تولیدکننده قطعات خودرو هستید → برای تیراژ زیر ۳۰۰۰ عدد در سال، پرینت سه بعدی اقتصادی‌تر است.
• علاقه‌مند به شروع کسب‌وکار جدید هستید → خدمات پرینت سه بعدی قطعات یدکی خودروهای قدیمی (پژو، پراید، نیسان) هنوز بازار بکری در ایران دارد.

پرینت سه بعدی قطعات خودرو دیگر یک فناوری «آینده» نیست؛ همین امروز در حال تغییر صنعت خودروسازی است. ایران هم با سرعت خوبی در حال پیوستن به این انقلاب است.