Ομιλία - Παρουσίαση: Σταμάτης Πολύδωρας, Δρ. Μηχανολόγος Μηχανικός ΕΜΠ, ΕΔΙΠ Σχολής ΜΜ ΕΜΠ Τίτλος παρουσίασης: «H Τρισδιάστατη Εκτύπωση για την Αυτοκίνηση: Το «φουτουριστικό» παρόν και η προετοιμασία ενός ριζοσπαστικού μέλλοντος!»

1. H 3D Εκτύπωση για
την Αυτοκίνηση
ΤΟ «ΦΟΥΤΟΥΡΙΣΤΙΚΟ» ΠΑΡΟΝ & Η ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ
ΕΝΟΣ ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΙΚΟΥ ΜΕΛΛΟΝΤΟΣ!
ΣΤΑΜΑΤΙΟΣ Ν. ΠΟΛΥΔΩΡΑΣ, ΔΡ. ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ ΕΜΠ
1

2. Περιεχόμενο διάλεξης
 3D Εκτύπωση
 Μύθοι και πραγματικότητες
 Βασικά Στοιχεία & Δεδομένα
 Σχέση με την αυτοκίνηση
 Το «φουτουριστικό» παρόν
 Ασφάλεια & Σχεδιασμός/Κατασκευή οχημάτων
 3D Εκτύπωση για το αυτοκίνητο σήμερα - Παραδείγματα
 Το ριζοσπαστικό μέλλον
 Μετεξέλιξη της ατομικής μετακίνησης
 Αποκεντρωμένο παραγωγικό μοντέλο & τοπική προσαρμογή
 Ελλάδα & Αυτοκίνηση: Παλιές «αμαρτίες» & νέες ευκαιρίες
2

3. 3D Εκτύπωση
3

4. 3D Εκτύπωση (3DP)
Μύθοι
 Νέες τεχνολογίες «από το Μέλλον»
 Φτιάχνουν ό,τι σκεφτούμε ή
φωτογραφίσουμε/ σκιτσάρουμε
 Θα καταργήσει τη συμβατική
κατασκευή
 Είναι η πιο φθηνή και γρήγορη
κατασκευή που υπάρχει
 Φτιάχνει τα πάντα από κάθε υλικό
 Μόδα είναι, θα ξεφουσκώσει
 Στην Ελλάδα είμαστε δεκαετίες
πίσω…
Πραγματικότητα
 Τεχνολογική Ιστορία 30 ετών
 Αποδίδουν αντικείμενα από 3D
ψηφιακή γεωμετρία σε ΗΥ
 Θα τη συμπληρώσουν &
υποκαταστήσει σε ένα βαθμό
 Είναι φθηνότερη και γρήγορη σε
απαιτητικές κατασκευές
 Φτιάχνει όλο και περισσότερα
πράγματα, όσο επεκτείνονται οι
δυνατότητες και τα υλικά της
 Είναι ισχυρό εργαλείο, θα ενταθεί!
 Στην Ελλάδα υπάρχει εδώ και
δεκαετίες!!!
4

5.  1984: Ο Ch.Hull, υποβάλλει
αίτηση για αμερικανική πατέντα
της τεχνολογίας SLA (US Patent
No. 4575330)
 1986 : Ίδρυση της 3D Systems,
δημιουργία του αρχείου STL
3DP: Βασικά Στοιχεία & Δεδομένα 5
Ιστορικό - Απαρχή

6. 3DP: Βασικά Στοιχεία & Δεδομένα 6
Διάδοση - Εξέλιξη
1987
2017

7. 3DP: Βασικά Στοιχεία & Δεδομένα 7
Ορολογία
 Αρχικά κυρίως ως: Ταχεία Κατασκευή Πρωτοτύπων &
Εργαλείων (Rapid Prototyping / Rapid Tooling)
 Αργότερα: Ταχεία Παραγωγή (Rapid Manufacturing)
 Τελικά & Επίσημα: κατά ASTM Προσθετική Κατασκευή (ΠΚ
- Additive Manufacturing) και συχνά επίσης ως
Διαστρωματική Κατασκευή (Layer Manufacturing)
 Εκλαϊκευμένα & Απλά: Τρισδιάστατη Εκτύπωση (Three-
dimensional / 3D Printing), όρος δόκιμοςκυρίως για τα
μικρά συστήματα

8. 3DP: Βασικά Στοιχεία & Δεδομένα 8
Αρχή Λειτουργίας & Απαιτήσεις

9. 3DP: Βασικά Στοιχεία & Δεδομένα 9
Το Τεχνολογικό Δένδρο

10. 3DP: Βασικά Στοιχεία & Δεδομένα 10
Τεχνολογίες & Υλικά

11. 3DP: Βασικά Στοιχεία & Δεδομένα
 Επέκταση προς Μεγαλύτερες &
Μικρότερες διαστάσεις
 Περισσότερα , ανθεκτικότερα &
προηγμένα υλικά (Composite,
Smart, Nano, Reactive, …)
 Μείωση κόστους κάθε τύπου
 Αυξημένη ακρίβεια
 Ελαχιστοποίηση υποστηρίξεων
 Συνεχής κατασκευή
 4D Printing = Δυναμική
συμπεριφορά κατασκευών
11
Τρέχοντα Μέτωπα Εξέλιξης

12. 3DP: Βασικά Στοιχεία & Δεδομένα 12
Εκτιμήσεις για το μέλλον της

13. 3DP: Σχέση με την αυτοκίνηση
 Η αυτοκίνηση υιοθέτησε και προωθεί
την ΠΚ από την αρχή της ζωής της
 Διερευνώντας/χρησιμοποιώντας την
για:
 Βιομηχανικό Σχεδιασμό & Concepts
 Πρωτοτυποποίηση εξαρτημάτων
 Καλούπια & Εργαλεία παραγωγής
 Εκπαίδευση τεχνιτών
 Motorsport
 Mercedes-Benz, BMW, VW, Ford ,
Chrysler, GM, Volvo, Fiat κ.α. είναι
χρήστες ΠΚ πάνω από 25 χρόνια!
 Σήμερα όλη η αυτοκινητοβιομηχανία
παγκοσμίως χρησιμοποιεί 3D Εκτύπωση
εσωτερικά (in-house) και εξωτερικά
(outsourcing).
13

14. Το «φουτουριστικό» παρόν
14

15. Αυτοκίνηση – Παράγοντες ασφάλειας
 Ασφάλεια Οδηγού και Επιβατών (ή/και φορτίου)
 Ενεργητική (Δυν. συμπεριφορά οχήματος, επιτάχυνση, πρόσφυση, ακινητοποίηση, κόπωση,
εργονομία)
 Παθητική (Απορρόφηση & διάχυση ενέργειας, προστασία σώματος)
 Ασφάλεια Πεζών
 Ενεργητική (Αναγνώριση, αποφυγή2, ελιγμός, ακινητοποίηση)
 Παθητική (Ελαχιστοποίηση συνεπειών σύγκρουσης)
 Ασφάλεια Παραγωγικού Δυναμικού & Προσωπικού
 Στην παραγωγή/κατασκευή
 Στη συναρμολόγηση & έλεγχο
 Στην εξυπηρέτηση & συντήρηση
 Ασφάλεια περιβάλλοντος και κοινωνικού συνόλου
 Αειφορία της φύσης (Μείωση ρύπων, αποβλήτων, απόρριψης επικίνδυνων & τοξικών υλικών,
επαναφορά τους στο φυσικό κύκλο ζωής)
 Εξάντληση υλικών & φυσικών πόρων (ΑΠΕ, μεγιστοποίηση απόδοσης, ανακύκλωση &
επαναχρησιμοποίηση υλικών και μερών)
 Υγιεινή διαβίωση (Αέρας, νερό, θόρυβος, άγχος, στρες, κόπωση)
15

16. Αυτοκίνηση – Αναβάθμιση ασφάλειας (α)
 Δραστική μείωση του βάρους
 Ελαφρύτερο και λιγότερο μέταλλο
 Πολυμερή & σύνθετα αντί μετάλλου
 Απλοποίηση σύνθετων μερών με ενσωμάτωση
 Αρθρωτός / σπονδυλωτός σχεδιασμός οχημάτων
 Μείωση κατανάλωσης & ρύπων
 Μείωση του συνολικού βάρους
 Βελτιστοποιημένη θερμοδυναμική λειτουργία PUs
 Ηλεκτροκίνηση & εναλλακτικές της
 Αύξηση εργονομίας & άνεσης / Μείωση κόπωσης
 Εκμετάλλευση ανθρωπομετρικών δεδομένων
 Εξατομίκευση
 Σταδιακή μετάβαση στην αυτονομία
16

17. Αυτοκίνηση – Αναβάθμιση ασφάλειας (β)
 Αποδοτικές & ασφαλείς διαδικασίες παραγωγής & service
 Βοηθητικά εργαλεία συναρμολόγησης
 Εκπαιδευτικά μέσα για το τεχνικό προσωπικό
 Πλήρης & αποτελεσματικός ποιοτικός έλεγχος
 Γεωμετρίες & υλικά απορρόφησης ενέργειας
 Αραιές (Lattice), Πορώδεις (porous), αφρώδεις (foamy) εσωτ.δομές
 Γεωμετρίες & Υλικά Απορρόφησης (Energy absorbing geometries &
materials)
 Shape memory materials
 Stimulus reactive materials
 Βελτιστοποιημένος Σχεδιασμός
 Γεννητικός Σχεδιασμός
 Βιομιμητικός σχεδιασμός
17

18. Σημεία εστίασης & Συμβολής 3DP
 Πλαίσιο
 Κινητήρας – Μετάδοση
 Αναρτήσεις
 Αμάξωμα – Επένδυση
 Χειριστήρια – Πίνακας
 Σαλόνι – Εσωτερικό
 Δευτερεύοντα
υποσυστήματα
 Περιφερειακά
 Τροχοί & ελαστικά
18

19. 3D Εκτύπωση στο αυτοκίνητο σήμερα - Παραδείγματα
 Γεννητικός Σχεδιασμός
& Τοπολογική
Βελτιστοποίηση
 Αραιές & κυψελωτές
εσωτερικές δομές
 Προηγμένα Κράματα
Mg, Ti, Al κλπ.
 Ενσωμάτωση
πολλαπλών μερών σε
ένα εξάρτημα
 Εσωτερικά κανάλια
ροής & ψύξης
 Μετάβαση σε σύνθετα
και πολυμερή υλικά
 Καλούπια
19
Πλαίσιο, αναρτήσεις, δομικά μέρη κινητήρα & μετάδοσης

20. 3D Εκτύπωση στο αυτοκίνητο σήμερα - Παραδείγματα
 Ελαφρές, αραιές,
κυψελωτές δομές
 Ενσωμάτωση
ηλεκτρικών,
μπαταριών,
αισθητήρων κλπ.
 Εξατομικευμένη
αισθητική
 Πολυμερή και σύνθετα
υλικά
 Αεροδυναμική
βελτιστοποίηση
 Νέες φόρμες,
βιομηχανικός
σχεδιασμός, τέχνη
20
Αμάξωμα - Επένδυση

21. 3D Εκτύπωση στο αυτοκίνητο σήμερα - Παραδείγματα
 Εργονομική
Βελτιστοποίηση
 Οδηγοκεντρική
προσέγγιση
 Εξατομίκευση,
προσωποποίηση,
προσαρμογή
 Μικρές & ειδικές
σειρές
 Εκμετάλλευση
ανθρωπομετρίας
 Σπουδές & μελέτες
εναλλακτικών
αρχιτεκτονικών
21
Εσωτερικό, Χειριστήρια, Σαλόνι, Καθίσματα

22. 3D Εκτύπωση στο αυτοκίνητο σήμερα - Παραδείγματα
 Νέα Υλικά
 Γρηγορότερος
σχεδιασμός
 Πλήρης
ανάθεση σε
υποκατα-
σκευαστές
 Μικρές & ειδικές
σειρές
 Επιμερισμένη
βελτιστοποίηση
των κύριων
παραμέτρων
22
Δευτερεύοντα υποσυστήματα & Περιφερειακά

23. 3D Εκτύπωση στο αυτοκίνητο σήμερα - Παραδείγματα
 Επιβεβαίωση
γεωμετρίας
πέλματος
 Αποτελεσματικό-
τερα καλούπια
 Νέα Concepts
3D printed:
 Airless
 Rimless
 All terrain
 Βιοδιασπώμενα
υλικά
23
Τροχοί – Ελαστικά

24. 3D Εκτύπωση στο αυτοκίνητο σήμερα - Παραδείγματα
 «Δοκιμαστικός
σωλήνας» όλων
των νέων
τεχνολογιών
 Ανταγωνισμός
 Ασφυκτικοί
χρόνοι
 Εξατομίκευση
 Design iterations
 Prestige
 Marketing
24
Motorsport, F1 & ειδικές εφαρμογές

25. 3D Εκτύπωση στο αυτοκίνητο σήμερα - Παραδείγματα
 Καλούπια μικρής
σειράς
 Καλούπια &
εργαλεία
χύτευσης
 Καλούπια
σύνθετων και
πολυστρω-
ματικών
 One-off parts
 Ιδιοσυσκευές
 Εκπαιδευτικές
διατάξεις
 Συγκρατητές &
Ελεγκτήρες
25
Παραγωγή – Συναρμολόγηση – Ποιοτικός Έλεγχος

26. 3D Εκτύπωση στο αυτοκίνητο σήμερα - Παραδείγματα
 Δημιουργία
παρωχημένων
ανταλλακτικών
 Κατάργηση
“imitation” και
μεταχειρισμένων
 Body Parts
 Αναβάθμιση
 Εκσυγχρονισμός
 Digital Archiving
26
Επέκταση ΚΖ παλαιών – Ανακατασκευές

27. Το ριζοσπαστικό μέλλον
3D PRINTING & , IOT, BIG DATA, PERMANENT CONNECTIVITY
27

28. Μετεξέλιξη της ατομικής μετακίνησης
Ανάπτυξη: KLIO Design (Κορέα) – Materialise (Βέλγιο)
 Αρθρωτή προσαρμοζόμενη αρχιτεκτονική
 Τοπολογική βελτιστοποίηση
 Αραιές Δομές (Lattice Structures)
 Εκτεταμένη 3D Εκτύπωση μερών
28
1ο Παράδειγμα: Open Structure Mobility Concept

29. Μετεξέλιξη της ατομικής μετακίνησης
Ανάπτυξη: Airbus & Italdesign
 Αρθρωτή αρχιτεκτονική αυτόνομης
επίγειας & εναέριας μετακίνησης
 Geneva 2017
 Design Model
29
2ο Παράδειγμα: Pop.Up Modular Flying Car Concept

30. Αποκεντρωμένο παραγωγικό μοντέλο &
τοπική προσαρμογή
ΣΗΜΕΡΑ
 Πλήρης σχεδιασμός οχήματος
 Παραγωγή οχήματος
 Ενσωμάτωση μερών από ΟΕΜ &
υποκατασκευαστές
 Ενσωμάτωση περιφερειακών
 Υλοποίηση μικρών προσαρμογών
 Αποστολή – διακίνηση
 Εισαγωγείς – Αντιπρόσωποι
 Πώληση
 Εξυπηρέτηση
ΣΤΟ ΜΕΛΛΟΝ
 Αρθρωτός σχεδιασμός «πυρήνα»
οχήματος
 Συγκέντρωση/ Διατήρηση Δεδομένων
 Αποστολή – διακίνηση
 Τοπικοί Συμπαραγωγοί
 Προσαρμογές – Έλεγχος – Πιστοποίηση
 3D Εκτύπωση
 Τελική συναρμολόγηση στον πυρήνα
 Πώληση
 Εξυπηρέτηση – Επανακατασκευές –
Αναπροσαρμογές
30

31. Ελλάδα: «Αμαρτίες» & Ευκαιρίες
 Όχι μόνο εμπορία &
εξυπηρέτηση
 Μονάδες & επενδύσεις 3D
Εκτύπωσης στην Ελλάδα
 Διεκδίκηση ρόλου συμμέτοχου
στο σχεδιασμό και την τελική
διαμόρφωση των οχημάτων
 Αξιοποίηση Ελλήνων
Μηχανικών
 Ανάσχεση Brain Drain
 Δημιουργία θέσεων εργασίας
 Κυριάρχο ρόλο σε EMEA
 Αγροτικά και ειδικά οχήματα
(έως αυτόνομα και
ρομποτικά)
31

32. Ευχαριστώ για την προσοχή σας!
Σταμάτης Πολύδωρας
32
Φοιτητική ομάδα PROM RACING Σχολής ΜΜ ΕΜΠ – Formula Student