3Dプリントは自動車部品の試作品の製造により研究開発の時間とコストを大幅に節約できる

3D プリント技術の多くの応用分野の中で、自動車業界は 3D プリント技術を最も早く導入した業界の 1 つです。 3Dプリント技術の開発初期から、欧米先進国の自動車メーカーは3Dプリント技術を自動車の研究開発プロセスに応用し始め、現在では自動車部品の研究開発に広く利用されています。

最近、私は上海の自動車部品会社を訪問し、自動車部品の製造で 3D プリントがどのように使用されているか、また 3D プリントが自動車業界にもたらした影響と変化について学びました。この自動車部品会社は、通常のサンルーフ、パノラマサンルーフ、フルサンルーフモジュールなどのサンルーフシステムの製造を主な業務としており、優れた設計、エンジニアリング、製造能力を備えており、顧客にはBMW、GM、フォルクスワーゲンなどの有名企業が含まれています。

製品の研究開発検証の不足を補うため、8か月にわたる徹底的な研究を経て、ついに米国ストラタシス社の最新FDM産業グレード設備F123シリーズであるストラタシスF270を採用しました。ABS素材は強度、柔軟性、加工性、耐高温性に優れ、1万回の厳しい耐摩耗テストにも合格しているため、同社の研究開発エンジニアにとってプラスチックの第一選択肢となり、部品の強度に対する要件を完全に満たしました。
3Dプリント技術で製造されたABS自動車部品の実際の環境では、この3Dプリント装置のユーザーエクスペリエンスはどうですか？担当のR＆Dエンジニアは、昼夜を問わず中断のない印刷テストを行った結果、現在の歩留まり率は90％を超えていると述べました。不良品は主にエンジニア自身によって引き起こされ、たとえば技術パラメータの設定が不正確であるなどです。装置自体が原因の不良率はほぼゼロです。生産効率の面では、自動車部品の印刷は平均10時間以上で完了します。印刷速度は基本的に満足できるもので、印刷コストも許容範囲内です。この観点から見ると、3D プリンター機器は「信頼性が高く、一貫性があり、予測可能な」レベルまで進化しています。
工場内の3Dプリント設備Stratasys F270。現在、同社は3Dプリント技術を導入しており、その主な用途は研究開発段階に集中しており、3Dプリントテストモデル、機能プロトタイプなどの形で反映されています。担当者は次のように語った。「これまで、自動車のサンルーフ部品の研究開発には、CNC工作機械や手作業による製造が使用されており、切断、穴あけ、接着などの工程が必要で、時間がかかり、労働集約的でした。多くのサンプルも外注する必要がありました。要件を満たさない場合はやり直しが必要で、このリンクに多くの時間とコストが費やされていました。3Dプリンターを使用すると、研究開発を自社で行うことができ、加工を外注する必要がなくなりました。シンプルで高速で、設計計画をすばやく修正して繰り返し反復できます。プロトタイプの製品設計の品質を確保しながら、製品設計とプロトタイプ開発に必要な時間を大幅に短縮し、研究開発の効率を向上させます。」

自社印刷により外注に比べてコストが50％近く削減されるとの報告もあります。また、外注加工の調達プロセスは非常に複雑なため、3Dプリント製造プロセス全体を自社で行うことで、時間コストを大幅に節約できます。

「直接製造」は部品の機械的特性や平滑性に対する要求が厳しいため、3Dプリント技術のレベルに対する要求が高く、それに伴うコストも高くなります。現在、中国では製品のプロトタイプ検証に多く使用されています。さらに、プリンターの成形サイズの制限により、一部の大型天窓部品は、印刷後に複数の部品に分解して接合する必要があります。

海外と比較すると、現在国内の自動車部品企業が独自に3Dプリンター設備を購入し使用している割合はそれほど高くありません。しかし、3D プリント技術は規模が大きく、研究開発投資額が高く、適用に時間がかかることから、自動車業界は 3D プリント技術の応用において重要な位置を占めることになります。自動車産業の巨大な市場規模は、3Dプリント技術の応用に幅広い市場空間を提供します。将来的には、3Dプリントが材料性能とコストの面で直接自動車生産アプリケーションの要件を満たし、より価値の高いアプリケーションに変化すると予想されます。

出典: ノーザンニュース

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