キャタピラー、アフターマーケット向け燃料ミキサーを3Dプリント

キャタピラーは 10 年前に重機用の 3D プリント部品への投資を開始しました。何年にもわたる調査を経て、キャタピラーは 3D プリント部品をサプライチェーンに導入しました。すべてが非常に自然に起こったため、キャタピラーにとって 3D プリントはどのようなニーズを満たすのだろうかと疑問に思わざるを得ません。

画像: 金属粉末床溶融結合技術を使用して 3D プリントされた Caterpillar の燃料ミキサー Caterpillar の付加製造製品マネージャーである Stacey Delvecchio 氏によると、「Caterpillar は現在、3D プリント技術を使用して部品を製造しています。」 3D Science Valley は、Caterpillar が現在 3D を使用してプリントした部品の SKU (在庫管理単位) を約 100 個保有していることを知りましたが、この数は多くありません。しかし、キャタピラー社が実際に生産目的で 3D プリントを使用しているという事実は、大きな成果です。

現在、キャタピラー社が生産する3Dプリント部品は、機器の修理や部品交換用にディーラーに提供されるなど、主にアフターマーケットで活用されています。たとえば、モーターグレーダーに取り付けるために使用されるワッシャーは、3D プリントされた弾性プラスチックで作られています。これらのガスケットはアフターマーケットでごく少量しか消費されないため、3D プリント技術により在庫に縛られるリソースを節約できます。特に、消費量が非常に少ないスペアパーツの場合、再成形して製造するには非常にコストがかかります。キャタピラーは、これらの高度に特殊化されたコンポーネントの再製造において、小ロットの経済性と柔軟性という明らかな利点が 3D プリントにはあることを発見しました。

現在、キャタピラー社はプラスチック3Dプリントだけでなく、金属3Dプリントにも積極的に取り組んでいます。典型的な例としては、キャタピラー社のソーラータービン部門が製造するガスタービンには、従来の方法では鋳造が難しい複雑なフィン設計の燃料ミキサーが必要です。キャタピラー社のチームは、金属粉末床溶融結合技術によってこれらの部品の入手が容易になることを発見しました。 3D プリントによって得られた燃料ミキサーには、必要な複雑な内部チャネルがすべて備わっており、追加の組み立てや溶接作業は必要ありません。

キャタピラー社は部品製造に3Dプリント技術を利用することを通常の慣行としており、それを特別なこととは考えていません。 3D サイエンスバレーの見解では、3D 印刷技術に対しては「ニューノーマル」の合理的な姿勢がまさに必要です。寒すぎるとか暑すぎるといった非合理的な態度は、3D プリント技術に対する不当な期待につながりやすい一方で、メーカーは 3D プリント技術を標準化することで、この技術の価値をより合理的に探求し、活用することができます。

現在、ドイツのDB鉄道会社も、アフターサービス部品製造システムに3Dプリント技術を積極的に導入しています。ドイツ鉄道会社は、各メンテナンスワークステーションに少なくとも1人または2人の3Dプリント専門家を配置し、どの部品が3Dプリント技術の恩恵を受けることができるかを判断しています。コーヒーマシンのスペアパーツ、外部フック、ハンドルカバー、ヘッドレストフレーム、視覚障碍者旅行者用の点字道路標識など、3Dプリントに適した電車部品がたくさんあることがわかりました。

ドイツ鉄道は、プラスチックと金属の積層造形のそれぞれに異なる利点があることを発見したため、1 つの 3D 印刷技術だけの使用に限定していません。現在、ドイツ鉄道がプラスチック印刷に使用している素材は、主に PA-12 ナイロンです。金属3Dプリントに使用される材料は主にアルミニウム合金材料ですが、最近ドイツ鉄道は3Dプリントによるチタン合金部品の製造も開始しました。

ドイツ鉄道は、3D プリントを専門とする企業と提携することで、設備自体に投資するのではなく、最先端の付加製造技術を活用することができました。実際、物流分野での積層造形ソリューションを推進するために、ドイツ鉄道は 2016 年 9 月に「モバイル積層造形」ネットワークを設立しました。ドイツ鉄道のモバイル積層製造ネットワークには、シーメンス、コンセプト・レーザー、マテリアライズ、EOS、ストラタシス、オートデスクなど、すでに 50 社が参加しています。

航空宇宙産業と同様に、ドイツ鉄道が 3D プリント部品の採用で直面する主な課題の 1 つは、厳格な安全要件を満たすことです。いくつかの面では、列車の安全要件は飛行機よりもさらに厳しくなっています。主な理由は、乗客が長時間移動する必要があり、部品の耐摩耗性と安定性に対する要求が高く、また、列車の部品は難燃性の性能要件を満たす必要があるためです。

キャタピラー社にしろドイツ鉄道社にしろ、その特徴は、高い市場シェア、ユニークな製品ライン、そして膨大な種類のスペアパーツ需要を擁していることです。3Dプリント技術は、「いつでもどこでも」スペアパーツを入手できる柔軟性を満たすだけでなく、これらの企業に大量のスペアパーツを維持するコストを節約し、在庫管理を簡素化し、長距離輸送の必要性を減らします。

出典: 3D Science Valley 詳しい情報:
家を建てる人工物、レンガ積みロボット「Hadrian」が、Caterpillar 社から 200 万ドルの投資を受け、力を合わせます。 FIT、キャタピラーに3Dプリント金属機械部品を提供

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