ジャガー・ランドローバーの3Dプリンティングの専門家が、積層造形が40万台の車両の生産効率をどのように向上できるかを明らかに

2024年10月8日、アンタークティックベアは、最近開催された英国積層造形協会（AMUK）会員フォーラムで、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プリントが英国の高級車の生産効率をどのように向上できるかについて詳しく説明したことを知りました。

△AMUKフォーラムで講演するLuk Fox氏
フォックス氏は、積層造形がジャガー・ランド・ローバーのワークフローにおいて重要な役割を果たしていると強調した。同氏は、3Dプリンティングは最終部品の大量生産には使用されていないものの、カスタマイズに対する高まる需要に応え、機能プロトタイプのテストを加速させる上で大きな可能性を示していると指摘した。「アディティブマニュファクチャリングセンター (AMC) で社内製造する部品の大部分は、機能テスト用です」と彼は言います。「3D プリントがなければ、これほど迅速にテストを完了することはできなかったでしょう。」

フォーラムでフォックス氏は、自動車業界が直面している持続可能性の課題に付加製造がどのように対処できるかについても検討した。環境規制がますます厳しくなる中、自動車メーカーは二酸化炭素排出量の削減に取り組んでいます。

△AMUK会員フォーラムが開催されるGKNエアロスペースのグローバルテクニカルセンター
ジャガー・ランドローバーにおける付加製造

このフォーラムは、ブリットールにある航空宇宙メーカー GKN エアロスペースのグローバルテクノロジーセンターで開催され、英国における積層造形の現状と将来の開発方向について議論されました。

フォックス氏はジャガー・ランド・ローバーの世界的な事業展開について詳しく説明し、同社が英国に3つの自動車製造工場を持ち、スロバキア、ブラジル、中国、インドに生産拠点があることを指摘した。ジャガー・ランド・ローバーはタタ・モーターズの完全子会社として、レンジローバー、ディフェンダー、ジャガーなどの高級車ブランドの製造に取り組んでいます。

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、戦略の変更により同社は量より質を優先し、2023年までに約40万台の車両を生産する予定だと説明した。この品質目標を達成するには、付加製造が重要な役割を果たします。

ジャガー・ランドローバーの積層製造センターはゲイドンの先進製品創造センターに位置し、HP Multi Jet Fusion (MJF)、EOS システム、SLA、FDM、PolyJet など 6 つの積層製造技術をカバーする 20 台の産業用 3D プリンターを備えています。そのうち、ポリマー粉末床融合技術は同社の付加製造能力の87％を占めています。フォックス氏はさらに、「当社は現在ポリマーのみに焦点を当てており、金属3Dプリントはまだ開始していません」と付け加えた。

AMC は社内の卓越したセンターとして、初期設計モデルから機能部品までさまざまな役割を果たしています。フォックス氏は、ジャガー・ランドローバーの全部門のエンジニアが3Dプリント部品を申請することができ、部門間の連携とイノベーションが促進されると指摘した。

さらに、ヘイルウッド工場などの生産拠点のジャガー・ランド・ローバーのエンジニアも、約 12 台の産業グレードの FDM 3D プリンターを所有しており、その他の製造およびエンジニアリング拠点には小型のデスクトップ FDM システムが装備されています。これらのシステムは、複雑な部品が AMC に送られて生産される前に、迅速なプロトタイピングとテストを行うために使用されます。この分散型積層造形アプローチは、柔軟性と応答性を維持するのに役立ちます。

△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・センターのEOS 3Dプリンター
3Dプリントが自動車開発に役立つ

ジャガー・ランドローバーは、自動車部品の生産と交換を改善するために、付加製造技術を積極的に活用しています。たとえば、2019年型ジャガー XE SV プロジェクト 8 を見てみましょう。このモデルでは、フロントナンバープレートブラケットやシートヘッドレストブラケットなど、複数の積層造形部品が使用されていますが、生産台数はわずか 300 台に限定されています。より実用的なアプリケーションは、1999 年型 Land Rover Discovery 2 のシートハンドルなど、元の製造会社が閉鎖して金型が紛失し、顧客がディーラーに交換部品を注文したい場合の旧式部品の交換を中心に展開されます。ジャガー・ランドローバーは、耐久性を向上させるために設計に若干の変更を加えながら、これらの部品を 3D プリントし、通常は顧客に知られることなく、年間約 50 個をプリントしています。

マスカスタマイゼーションは、自動車分野における積層造形の重要な応用でもあります。ジャガー・ランドローバーは、3Dプリント技術を使って燃料タンクのキャップやダッシュボードをカスタマイズする方法を研究しており、この技術が将来広く利用されることを確実にしている。

同社の付加製造の取り組みは、主に機能的なプロトタイピングに重点を置いています。フォックス氏は、プロトタイプ部品を3Dプリントすることでテストプロセスがスピードアップし、設計変更や評価をより迅速に行うことができると述べた。例えば、ランドローバー・ディフェンダーSUVの後部座席のバンパーを犬が引っかく問題に対して、
研究チームは3Dスキャン技術を使って犬の足をスキャンし、デジタルモデルを生成し、その後3Dプリント技術を使って本物の犬の足と同じか類似のレプリカを作成した。このプロセスにより、チームはランドローバーディフェンダー SUV のリアバンパーに対する犬の足の影響をより深く理解できるようになり、犬の足による損傷を軽減する効果的な保護ストリップを設計できるようになりました。

△3Dプリントされたランドローバーディスカバリー2の交換用シートハンドル今後、ジャガー・ランドローバーは、特に金属3Dプリントにおける積層造形の応用をさらに拡大する予定です。同社はすでに、高級車レンジローバーSV460モデルのリアテーブル部品の製造に外装金属3Dプリントを採用しており、年間約40台の生産能力がある。同社は、技術が進歩するにつれ、金属 3D プリント技術をより大量生産に適用することに注力しています。

ジャガー・ランドローバーは進行中のプロジェクトで、レーザー粉末床溶融結合技術を使用して初期の概念実証を実施しており、将来的にはより厳密なテストと改良を可能にするために何百もの金属部品を製造する計画です。フォックス氏は、バインダージェッティングを金属射出成形 (MIM) と組み合わせて使用することで、部品の機械的特性を目標要件に近づけることができ、大量生産前に設計をより効率的に微調整できるようになると指摘しました。

フォックス氏は、内部の能力と外部との連携のバランスを取ることが重要であると強調した。ジャガー・ランドローバーは自社内でプロトタイプを製造し、テストを実施することができますが、完全な生産には通常、専門のサプライヤーへの外注が必要です。このモデルはランボルギーニなど他の自動車メーカーにも採用され、検証が成功した後、生産工程は徐々に第三者に委託されるようになりました。

△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
3Dプリント自動車：持続可能な未来

環境規制がますます厳しくなり、差し迫る状況になるにつれ、自動車分野での付加製造の利用が増加しています。

イタリアの3DプリンターメーカーPrima Additiveは、自動化およびロボット工学企業Comauと協力して、ブレーキディスク用の3Dプリント可能なコーティングを開発しています。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% 削減できるため、関連する持続可能な開発目標を達成できます。欧州連合（EU）のユーロ7規格では、2026年末までにブレーキディスクからの粒子排出量を27%削減することが義務付けられています。

「私たちはこれを活用して、自動車分野で積層造形をますます採用することができます。その理由の1つは、このアプローチが従来の製造プロセスよりも持続可能であることです」とフォックス氏は指摘した。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確かに達成が非常に難しいと述べたが、コストが増加してもこの目標を達成することに同社は引き続き尽力していると強調した。「顧客は持続可能な選択肢に対してより多くのお金を払う用意があるため、私たちもさらなる投資をしたいと考えています。」

注目すべきは、ジャガーブランドは現在F-Pace SUVのみを生産しており、燃料車を完全に排除するために懸命に取り組んでいることだ。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おり、ジャガーの全モデルは専用の完全電気自動車の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。

ジャガー・ランドローバーはまた、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、タタを通じて年間35億ドル（約247億人民元）を投資する計画も発表した。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。

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