Ford ontwikkelt 3D-geprinte wielsloten om dieven te dwarsbomen

Aangezien beveiligingssystemen alsmaar geavanceerder worden, richten dieven zich in plaats van op auto's op auto-onderdelen, waaronder lichtmetalen velgen. Een manier om dieven te ontmoedigen, is door elke velg te voorzien van een vergrendelmoer die alleen kan worden losgemaakt met een speciale adapter of sleutel. Maar zelfs die bieden geen honderd procent bescherming. Ingenieurs van Ford hebben nu met 3D-printtechnologie unieke vergrendelmoeren ontwikkeld.

Stempatroon definieert vorm van moer
Samen met EOS, een vooraanstaande leverancier van hoogwaardige oplossingen, heeft Ford vergrendelmoeren gemaakt waarvan de contouren zijn gebaseerd op de stem van de bestuurder.

Evenals bij een irisscan of vingerafdruk, kan ook de menselijke stem worden gebruikt als uniek biometrisch identificatiemiddel. Ingenieurs nemen één seconde op van de stem van de bestuurder terwijl deze iets zegt als "ik rijd in een Mustang". Vervolgens zetten zij die unieke geluidsgolf softwarematig om in een fysiek patroon dat kan worden geprint. Van dit patroon wordt vervolgens een cirkel gemaakt die wordt gebruikt als het ontwerp van de inkepingen en sleutel van de vergrendelmoer.

Als de geometrie gereed is, worden moer en sleutel als één onderdeel ontworpen en 3D-geprint. Hiervoor wordt zuur en roestvrij staal gebruikt. Als dit is gebeurd, worden moer en sleutel van elkaar gescheiden. Nu hoeft er alleen nog wat worden geslepen om beide gebruiksklaar te maken.

Het ontwerp omvat nog secundaire beveiligingsvoorzieningen die voorkomen dat de moer wordt gekloond of gekopieerd. Door ongelijkmatig gespatieerde ribben in de moer en de inkepingen die, dieper in de moer, steeds breder worden, wordt voorkomen dat een dief er met was een afdruk van kan maken, aangezien de was zou breken wanneer deze uit de moer wordt getrokken.

Als de contouren niet worden gemaakt met de stem van de bestuurder, zou de moer een ontwerp kunnen hebben dat specifiek is voor een auto, zoals bijvoorbeeld het Mustang-logo, of waarvoor de initialen van de bestuurder worden gebruikt. Ook zou het ontwerp kunnen worden gebaseerd op iets wat de bestuurder interesseert, bijvoorbeeld de omtrek van een beroemd circuit.

"Je auto zonder wielen en op blokken aantreffen is een van de ergste dingen die een automobilist kan overkomen. Het vervangen van lichtmetalen velgen kan in de duizenden euro's lopen, maar met deze unieke wielsloten maken dieven geen schijn van kans. Met 3D-printen zijn velgen beter beveiligd en kunnen producten makkelijker worden gepersonaliseerd. Dit bewijst eens te meer dat 3D-printen een revolutie is in de fabricage van auto's", aldus Raphael Koch, research engineer, Advanced Materials and Processes bij Ford Europa.

3D-printen wordt vaker toegepast
3D-printen, oftewel additive manufacturing, biedt flexibiliteit in de ontwerpfase en zorgt zo voor gewichtsverlies, betere prestaties en het maken van onderdelen die met conventionele methoden niet gemaakt zouden kunnen worden. In de afgelopen dertig jaar is Ford 3D-printen steeds vaker gaan gebruiken bij het maken van onderdelen voor prototypen om zo de ontwikkelingstijd voor nieuwe auto's te verkorten.

Ook past het bedrijf deze technologie toe bij de productie van onderdelen voor de Ford GT, de Focus en de Mustang GT500. Het aantal 3D-geprinte onderdelen zal in de toekomst nog verder toenemen. Speciaal op maat gemaakte auto-onderdelen worden ook in 3D geprint. Bijvoorbeeld het inlaatspruitstuk in de Hoonitruck van Ken Block en de twee 'louvres' die je ziet op de auto die meedoet aan de M-Sport Ford Fiesta World Rally Championship.

Op de productielijn van Ford wordt 3D-printen toegepast voor de productie van assemblagegereedschap dat tot wel vijftig procent lichter is waardoor repetitieve taken fysiek minder inspannend zijn en er een hogere constructiekwaliteit wordt behaald. Aangezien deze onderdelen vaak van nylon zijn, heeft Ford een recyclingprogramma geïntroduceerd waarmee honderd procent gerecycled nylon wordt gefabriceerd uit oude 3D-geprinte onderdelen en kunststoffen die afkomstig zijn van fabricageafdelingen. Ford gebruikt 3D-printen verder bij de productie van veiligheidsvoorzieningen zoals een beschermende mouw waarmee wordt voorkomen dat medewerkers die op de productielijn draaiend gereedschap gebruiken, vinger- en armletsel kunnen oplopen.

"Met onze eigen plug-en-play printers kunnen we gereedschappen en onderdelen maken wanneer wij ze nodig hebben en ze sneller dan ooit vervangen. Sommige gereedschappen hadden een levertijd van wel acht weken, maar dankzij 3D-printen is dit teruggebracht tot slechts vijf dagen. En het mooiste is dat iedereen zelf het gewenste onderdeel kan maken en kan printen met gerecyclede kunststof", aldus Lars Bognar, research engineer, Advanced Materials and Processes bij Ford Europa.