ジャガー・ランドローバーは、高級車のカスタマイズと開発をサポートするために、年間40万台の生産ラインに3Dプリント機能を統合しました。

2024年10月8日、アンタークティックベアは、最近のAMUKメンバーフォーラムで、英国の高級車メーカー、ジャガー・ランドローバー（JLR）の積層造形技術の専門家であるルーク・フォックス氏が、3Dプリントを使用して高級車の生産を増やす方法を概説し、自動車生産プロセスで積層造形技術が果たす重要な役割を強調したことを知りました。
3D プリントは最終用途部品の大量生産には使用されない点に注意することが重要です。むしろ、その価値は、テスト車両の機能プロトタイプの生産を加速しながら、増大するマスカスタマイゼーションの需要を満たすことにあります。後者は、ジャガー・ランドローバーが自社の積層造形センター（AMC）で製造する部品の「大部分」を占める。フォックス氏は、この付加製造能力の重要性を強調し、3Dプリントがなければ、これほど早くテストを完了することはできなかっただろうと述べた。
フォックス氏はまた、自動車業界が現在直面している最も差し迫った問題の一つを積層造形によってどのように解決できるかについても議論した。多くの自動車の持続可能性に関する期限が近づいており、自動車メーカーは二酸化炭素排出量を削減し、車両を環境規制に準拠させるよう取り組んでいます。フォックス氏によると、3Dプリンティングは、2039年までにサプライチェーン全体で実質ゼロ排出量を達成するというジャガー・ランド・ローバーの目標達成に重要な役割を果たすという。
△LukFoxがAMUK会員フォーラムで講演しました。写真提供：3D Printing Industry。
JLRの付加製造能力 Additive Manufacturing Union UK (AMUK) は、英国の 3D 印刷エコシステムの企業のための業界団体です。最新の会員フォーラムは、ブルターニュ地方にある航空宇宙メーカー GKN Aerospace のグローバルテクノロジーセンターで開催されました。
このイベントでは、英国における積層造形の現状と将来の発展の方向性に焦点が当てられました。参加者はネットワークを構築し、GKN の研究開発施設を訪問する機会も得ました。
△AMUK会員フォーラムが開催されるGKNAerospaceのグローバルテクノロジーセンター。画像出典: 3Dプリンティング業界
フォックス氏はプレゼンテーションの中で、JLRが英国に3つの自動車製造工場を持ち、さらにスロバキア、ブラジル、中国、インドにも工場を持っているなど、同社の世界的な展開について概説した。同社はタタ・モーターズの完全子会社であり、レンジローバー、ディフェンダー、ディスカバリー、ジャガーなどの高級車ブランドを製造・販売している。
2018年、ジャガー・ランドローバーは年間100万台の自動車を生産することを約束した。しかし、フォックス氏は、同社はその後、量より質を優先する戦略に変更し、2023年までに約40万台の車両を生産する予定であると説明した。
この品質を実現するには、付加製造が重要な役割を果たします。ゲイドンの先進製品創造センターにあるジャガー・ランド・ローバーの AMC には、6 つの付加製造技術を使用する20 台の産業用 3D プリンターがあります。これらには、 HP Multi Jet Fusion (MJF) 、EOS システム、SLA、FDM、PolyJet 3D プリンターが含まれます。
ポリマー粉末床溶融結合は、同社の付加製造能力の 87% を占めています。バット光重合はシステムの 8% を占め、材料噴射と材料押し出しはそれぞれわずか 3% と 2% を占めています。フォックス氏はさらにこう付け加えた。「現時点では、社内ではポリマーのみを扱っており、金属の3Dプリントは行っていない。」
AMC は社内の卓越したセンターであり、初期設計モデルから機能部品までさまざまな役割を担っています。「AMC は社内リソースとして設立されました」とフォックス氏は説明し、すべての部門の JLR エンジニアが 3D プリントされたコンポーネントをリクエストできるという。
付加製造技術も、企業全体のさまざまなセンターや部門に統合されています。ジャガー・ランド・ローバーの生産拠点のひとつであるヘイルウッド工場のエンジニアたちは、工業用グレードの FDM 3D プリンターを約 12 台保有しています。
小型デスクトップ FDM システムは、他の製造現場やエンジニアリング現場にも設置されています。フォックス氏によると、これらのシステムは、より複雑な部品の製造のために AMC に送られる前に、迅速な試作とテストに使用され、柔軟性を維持するのに役立つ分散型アプローチとなっています。
△ゲイドンのジャガー・ランド・ローバー・アディティブ・マニュファクチャリング・センターにある EOS 3D プリンター。画像提供：ジャガー・ランドローバー。
3D プリントが自動車開発に貢献<br /> ジャガー・ランドローバーはこれまで、最終用途の自動車部品の製造に積層造形法を採用してきました。注目すべき例の1つは、12個を超えるAMC製部品を搭載した2019年型ジャガーXE SVプロジェクト8です。これらには、フロントナンバープレートブラケット、カーシートヘッドレストブラケット、外部空力コンポーネントが含まれます。しかし、これらは少量生産であり、Project 8 はわずか 300 台しか生産されませんでした。
より実用的なユースケースは、レガシーコンポーネントを中心に展開されます。フォックス氏は、1999年型ランドローバー・ディスカバリー2のシートハンドルが損傷を受けやすいという問題が繰り返し発生していると指摘した。
このモデルを所有する顧客は、ランドローバーのディーラーから交換部品を注文できるようになります。しかし、これらの部品を元々製造していた会社はもう存在せず、射出成形金型も失われてしまいました。
JLR の解決策は、耐久性を高めるために形状をわずかに変更し、社内で部品を 3D プリントすることでした。「私たちは年間約50個の部品を印刷しています」とフォックス氏は語り、顧客は交換部品が3Dプリントされたものであることに気付かないことが多いという。
△3Dプリントされた交換用シートハンドル。画像提供：ルーク・フォックス/JLR
マスカスタマイゼーションは、自動車分野における付加製造のもう一つの注目すべき応用です。「マスカスタマイゼーションは確実になくなることはないので、私たちはそれをたくさん行っています」とフォックス氏は語った。同氏は、ジャガー・ランドローバーが、パーソナライズされた燃料タンクキャップや計器パネルなど、よりカスタマイズされた部品を実現するために、3Dプリントをどのように活用するかを積極的に調査していると述べた。
しかし、ジャガー・ランドローバーの付加製造作業の「大部分」は、試験車両の機能プロトタイプの作成です。これらの試作車は、公開展示や試乗中にデザインを隠すために、ビニール製の迷彩柄でラッピングされることが多いです。フォックス氏は、3Dプリントの試作品部品によりテストプロセスが大幅にスピードアップし、従来の製造方法よりも迅速に設計変更や評価を行うことができると述べた。
ポストプロダクションの驚くべき例の 1 つは、ランドローバーディフェンダー SUV の所有者に影響を与える問題に関するものです。「犬を車の後部座席に乗せたとき、犬がバンパーをひっかいてしまった」とフォックスさんは説明した。
ジャガー・ランドローバーの付加製造チームは、犬の足を3Dスキャンして硬さを分析し、足のレプリカを3Dプリントしてロボットアームに取り付けることで対応した。このレプリカは「長期間にわたって」ディフェンダーのバンパーを繰り返し傷つけたため、損傷を最小限に抑えるために購入できる保護ストリップが開発されました。
△LukFoxがAMUK会員フォーラムで講演しました。画像出典: 3Dプリンティング業界
JLR の金属 3D プリントロードマップ<br /> フォックス氏は、ジャガー・ランドローバーは将来的に積層造形の応用をさらに拡大していくと述べた。しかし彼は、JLRは製造能力の強化よりも生産能力の拡大に重点を置いていると指摘した。この開発の重要な部分は、金属 3D プリント機能の向上です。同社はすでに、外装金属3Dプリント技術を使用して、レンジローバーSV460用の高級リアテーブルアセンブリを製造している。
これらの最終用途コンポーネントは、Tier 1 サプライヤーによって年間約 40 個製造されています。「この部品の生産量は非常に少ないが、当社の量産車両に搭載されている金属AM部品だ」とフォックス氏は付け加えた。
事業規模の拡大に伴い、ジャガー・ランドローバーは金属 3D プリント技術をより多くの大量生産アプリケーションに取り入れることに取り組んでいます。フォックス氏は、3Dプリントを使用して「約100万個の部品」の生産をサポートする進行中のプロジェクトについて言及した。
当初、JLR は初期の概念実証テストにレーザー粉末床溶融結合技術を使用しました。次に、チームはより厳密で正確な結果を得るために「数百」個の金属部品を製造したいと考えている。これを実現するために、バインダージェッティング技術を使用し、最終的な製造技術として金属射出成形（MIM）を提案しました。
バインダージェット 3D 印刷プロセスでは、望ましい機械的特性により近い部品が製造されたと報告されています。フォックス氏は、このアプローチにより、高価な工具を必要とする従来の金属加工の高コストをかけずに、より広範なテストと改良が可能になると付け加えた。
この試作段階に金属3Dプリントを取り入れることで、ジャガー・ランド・ローバーは大量生産に移る前にデザインをより効率的に微調整できるようになると伝えられている。
同社のより広範な付加製造戦略について議論する際、フォックス氏は社内の能力と外部との連携のバランスを取ることの重要性を強調した。 JLR は社内で部品の試作とテストを行うことができますが、フル生産に拡大するには通常、専門のサプライヤーに外注する必要があります。
「我々は大量生産には向いていない」とフォックス氏は認める。彼は、サプライヤーと緊密に連携して社内で設計とテストを行い、生産量の増加に合わせて徐々に生産を切り替えることができるように、積層造形を選択しました。
このモデルはランボルギーニを含む他の自動車メーカーによって模倣されました。フォックス氏によれば、同社は当初、3Dプリントした燃料タンクキャップを自社で製造し、その後生産規模を拡大し、成功が証明された後、最終的に全工程を外注したという。このアプローチでは、大量生産プロセスを第三者に引き渡しながら、積層造形のカスタマイズ機能を活用します。
△スロバキア・ニトラにあるジャガー・ランドローバーの生産工場の生産ライン。画像提供：ジャガー・ランドローバー。
3D プリント: 持続可能な自動車の未来?
時間的に厳しい環境法の制定により、自動車分野での積層造形の使用が増加しています。たとえば、イタリアの 3D プリンター OEM である Prima Additive が、自動化およびロボット工学企業である Comau と協力して、3D プリント可能なブレーキディスクコーティングを開発していることが最近発表されました。このプロセスにより、ブレーキディスクの劣化に伴う排出量を 80% 削減でき、関連する持続可能な開発目標を達成できると報告されています。欧州連合（EU）のユーロ7基準では、2026年末までにブレーキディスクからの粒子排出量を27%削減することを求めています。
「私たちが活用できる利点の1つは、付加製造が他の従来の製造プロセスよりも持続可能であることです」とフォックス氏は説明した。
同氏はジャガー・ランドローバーの2039年ネットゼロ排出戦略は「本当に達成が難しい」と述べたが、コスト増加にもかかわらず同社はその達成に引き続き尽力すると強調した。「顧客が持続可能な選択肢にもっとお金を使う用意があるからこそ、私たちももっとお金を使う用意があるのです。」
現時点ではF-Pace SUVのみを生産しているジャガーブランドが、化石燃料から完全に脱却しようとしていることは注目に値する。同ブランドは来年、完全電気自動車のラインナップを発売することを約束している。報道によると、ジャガーの全車両は専用の全電動モジュラーアーキテクチャを使用して製造される予定だという。
ジャガー・ランドローバーは以前、新しい電気自動車モデルとインフラの開発を支援するためにタタを通じて年間35億ドルを投資する計画を発表した。同ブランドは、電力に加えて、他の再生可能エネルギー源の開発にも取り組んでいます。

ジャガー・ランドローバーは、高級車のカスタマイズと開発をサポートするために、年間40万台の生産ラインに3Dプリント機能を統合しました。

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