電気自動車用の軽量 3D プリント ステータ ボーリング ツールにより重量が半分に削減

電気自動車用の軽量 3D プリント ステータ ボーリング ツールにより重量が半分に削減
出典: 中国3Dプリンティングネットワーク

ペンシルバニア州に本拠を置く工具および工業材料サプライヤーであるケナメタルは、自動車業界の顧客からの需要の高まりに応えて、3D プリントされたステーターボアツールを開発しました。このツールはハイブリッド車や電気自動車の部品加工用に設計されており、軽量ツールを求める電気自動車メーカー向けに特別に開発されました。電気自動車の部品は、小型で低馬力の CNC 加工センターで加工されることが多く、標準的な自動車の加工方法に比べて軽量の工具ソリューションが必要になります。

ケナメタルは、3D プリントを使用して、機械加工システム上の回転装置の固定部品である 2 つのステーター ボーリング ツールを作成しました。どちらの重量も、従来の方法で製造された同等品の半分以下です。 モーターのステーターを収容するメインボアは、直径約 250 mm、長さ約 400 mm で、底部に小さなベアリング穴があります。マネージャーのハラルド・ブリュッティング氏が説明する。 「従来の方法で製造した場合、このタイプのリーマの重量は 25kg を超え、既存の工作機械やオペレーターが作業するには重すぎます。」

RIQ リーマーと KM4X アダプターを備えた 3D プリントされたステーターボア。画像提供:ケナメタル。ケナメタルと積層造形
1938 年に設立され、ピッツバーグに本社を置くケナメタルは、幅広い金属工具製品と材料を開発しています。たとえば、同社は航空宇宙産業にブレード、ディスク、スキン、燃料制御システム、着陸装置製品を提供しています。また、機械加工業界向けに数多くの旋盤や治具を開発し、自動車業界の顧客に工具を供給してきました。同社の 3D プリンティング部門である Kennametal Additive Manufacturing は、金属粉末、最適化とプロトタイピング、および積層造形部品の連続生産サービスを提供しています。部品は、ケナメタルの社内バインダー ジェッティングおよびレーザー パウダー ベッド 3D プリント技術を使用して製造されました。同社の社内 3D プリンターには、大手産業用 3D プリンター プロバイダー ExOne の X1 25PRO Metal Binder Jetting System が含まれています。ケナメタルは、スウェーデンのエンジニアリンググループであるサンドビックとともに、2019年5月にエックスワンから3Dプリンターのベータテスターに​​任命されました。

3D プリントを使用した軽量自動車用ツールの開発<br /> 軽量の CNC 機械加工ステーターボアに対する電気自動車の顧客のニーズを満たすために、Bruetting と Kennametal のソリューション エンジニアリング グループは、いわゆる付加製造ソリューションに目を向けました。ツールの 2 つの反復は、金属粉末ベッド 3D プリントを使用して製造されました。最初のものには重さ9.5kgのカーボンファイバーチューブが装備され、もう1つには重さ10.7kgの3Dプリント金属チューブが装備されていました。どちらもツールの軽量要件を満たしており、重量は標準ステータボアの半分以下、つまり 25 kg です。
カーボンファイバーチューブを使用した 3D プリントされたステーターボア。画像提供:ケナメタル。これらのツールは、標準ステーターボアによって設定された精度、真円度、強度、表面仕上げの要件を満たすために、ケナメタルの技術を使用して設計されています。同社は、高精度仕上げ用のRIQリーマインサートと、最大限の剛性を実現するKM4Xスピンドルアダプターを装備しました。どちらのツールにも、生産性と寿命の向上を目的として設計された 3D プリントされた内部冷却チャネルが備わっています。

金属粉末ベッド 3D プリントと有限要素解析ソフトウェアを使用することで、スピンドル面の慣性モーメントに非常に近い慣性モーメントを持つツールを設計および製造することができ、顧客の重量制限を満たしながら剛性を向上させることができました。これは、ケナメタルが高度な製造技術を使用して顧客固有の課題に対応していることを示す素晴らしい例です。

ケナメタル、電気自動車、ツール

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