フォルクスワーゲンキャディの統合型 3D プリントバイオニックフロントエンド構造

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-8-30 13:03 に最後に編集されました。

Altair、APWORKS、csi、EOS、GERG、Heraeus が協力してクラシックなフォルクスワーゲンキャディのフロントエンド構造を作成し、自動車業界における産業用 3D プリントの無限の可能性を実証しました。この構造は軽量かつ安定しており、高度な機能統合も実現しています。 3i-PRINTと呼ばれるこの共同開発プロジェクトでは、参加企業が設計、シミュレーション、最適化、製造からその後の部品生産までの全プロセスをカバーします。コンセプト設計から最終製品まで、プロジェクトの完了にはわずか 9 か月かかりました。

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耐荷重構造のバイオニック設計

自動車業界が電動化に向かうにつれ、トランスミッション、ブレーキ、熱管理、スペースと重量の削減がフロントエンド領域の設計にとって重要になります。さらに、自動車の安全性、性能、快適性に対応する構造設計と製造の要件にも早急に対処する必要があります。

そのため、積層造形技術を用いて製造されるフロントエンド構造は、耐荷重構造設計となっています。バッテリーやブレーキシステムを冷却するための気流ダクトなど、アクティブ冷却とパッシブ冷却の詳細が含まれています。さらに、熱管理、パッシブセーフティ、液体貯蔵に関連する機能が、フロントモジュールのバイオニック耐荷重設計に統合されています。構造と組み合わせた追加機能の例として、トポロジー最適化中にフロントエンドに統合できる浸漬タンクが挙げられます。
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プロセスチェーン全体にわたる専門家

これらの目標に従い、CSI の専門家はフロントエンド構造の設計、開発、構築を開始しました。 csi は自動車メーカーやサプライヤー向けに、車体、内装、外装用の高品質モジュールを開発しています。自動車および航空宇宙産業向けのプロトタイプや小ロット向けの革新的ソリューションの大手サプライヤーである GERG は、このプロジェクトで積層造形部品の接続と最終フレームの構築を担当しています。Altair は、設計と製造プロセスを統合して最適化するためのシミュレーション技術の開発と広範な適用に取り組んでいます。このプロジェクトでは、同社のソフトウェアソリューションが構造の設計、最適化、シミュレーション、開発に使用されています。

コンセプトマシンのシミュレーションと設計が成功した後、APWORKS は、その専門知識を活用して、3D プリントされたコンポーネントの寸法を最終決定する作業を引き継ぎ、構造要素のプリント準備と積層造形を完了しました。エアバスの子会社である APWORKS は、最先端の製造プロセスに精通しており、航空宇宙分野のさまざまな業界が最良の製造コンセプトを実践できるよう支援しています。 APWORKS は、フロントエンドの印刷に、金属およびポリマー材料の産業用 3D 印刷における世界的テクノロジーリーダーである EOS が開発した機器を使用しました。金属粉末の専門企業である Heraeus 社は、部品の製造用に自社開発した高強度アルミニウム合金 Scalmalloy® の認定原材料を APWORKS 社に供給しています。 APWORKS は、EOS M 400 デバイスに適した印刷パラメータを開発することで、印刷プロセスをさらにサポートしました。このプロジェクトでは、付加製造と革新的な材料を組み合わせて適用することで、従来の製造方法では実現できない機能統合の可能性を実証することに成功しました。

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統合構造により価値創造を強化<br /> 今後数年間で、産業用 3D プリンティング、つまり積層造形 (AM) がイノベーションを推進し、決定的な発展に影響を与え、大規模製造において不可欠な役割を果たすようになります。この技術はすでにさまざまな業界で使用されています。積層造形に関しては、関連する生産技術と設計技術が絶えず反復され、改善されているため、この技術の費用対効果と効率は向上し続けています。言い換えれば、産業用 3D プリンティングの用途は自動車業界でも拡大し続けるでしょう。イノベーションを促進し、最終的に開発プロセスを形成するためには、今日の設計と積層造形の世界における可能性を探ることが重要です。

自動車工学における積層造形の真の価値は、検討範囲が構造力学や軽量構造に限定されなくなったときに、より強力に実証されます。 3D プリントによって実現される統合構造、つまり最小限のコンポーネント構成で最大限の技術的性能要件を満たすこと、およびそれがもたらす付加価値は、自動車業界に大きな利益をもたらすでしょう。 3i-PRINT プロジェクトは、「Kaidi」というコンセプトを通じて、将来の技術開発の無限の可能性を示しています。

画像出典: EOS 3i-PRINT プロジェクト: 革新的なプロトタイプのコンセプトを実現するための研究開発プラットフォーム

3i-PRINT プロジェクトは、革新的なコンセプトのプロトタイプを実装するための柔軟な研究開発エンジニアリングプラットフォームを提供するために CSI によって開始されました。このプロジェクトは、産業用 3D プリントなどの新しい開発ツールと方法の使用に基づいています。このプロジェクトの目標は、最先端の製造方法の可能性を実証し、最大限に活用することです。 3i-PRINT プロジェクトは、新しいアイデアを迅速に実装するのに役立つオープンな共同プラットフォームです。

「フォルクスワーゲンキャディの積層造形によるフロントエンド構造を例として紹介できることを誇りに思います。新しい構造と、新旧の構造のコントラストは、特に自動車業界における 3D プリントと機能統合の可能性を示しています」と、CSI チームの軽量ボディ設計責任者であるステファンヘルマンは述べています。「最初のアイデアから最終的な実現までのプロセスが非常に柔軟かつ効率的で、わずか 9 か月で完了したことも強調したいと思います。参加企業はすべて業界のリーダーであり、優れた協力と専門知識の組み合わせにより、3i-PRINT プロジェクトは目覚ましい成功を収めました」と、ヘルマンは付け加えました。

Altair は、設計、プロセス、意思決定を統合および最適化することでビジネスパフォーマンスを向上させるシミュレーションテクノロジーの研究、開発、応用に重点を置いています。 Altair は現在非公開企業であり、世界中に 2,600 人以上の従業員を擁しています。本社は米国ミシガン州トロイにあり、世界 23 か国に 67 の支社があります。現在、Altair は幅広い業界の 5,000 社を超える企業ユーザーに製品とサービスを提供しています。

Airbus APWorks GmbH は、エアバスの完全子会社として、さまざまな業界に実績のある航空宇宙技術を提供しています。同社は金属3Dプリンティング（付加製造）を専門としており、その事業範囲は部品やパーツの最適化設計から適切な材料の選択、プロトタイプの開発から品質の高い量産まで多岐にわたります。ロボット工学、機械工学、自動車、医療技術、航空宇宙などの業界の顧客は、機能統合と最適化されたコンポーネント、軽量化、納期短縮の恩恵を受けています。 3D プリントにより、これまで以上に複雑な形状の製造も可能になります。 2013 年以来、Airbus APWorks GmbH はミュンヘン南部のルートヴィヒ・ベルコウ・キャンパスに拠点を置いています。

csi は、約 600 人の従業員を擁し、ドイツのネッカーズルムに本社を置く自動車業界の開発パートナーです。その他の支店は、ドイツのインゴルシュタット、ジンデルフィンゲン、ミュンヘン、ヴォルフスブルク、ツヴィッカウ、ヴァイザッハ、ヴィンターベルクにあります。大手自動車メーカーや数多くのシステムサプライヤーは、CSI の専門知識を活用して、完全な表面 (レイヤー) モジュール、ホワイトボディ、外装、内装、電子機器を製造しています。 CSI は自動車業界の製品開発プロセスに重点を置いています。さらに、CSI アカデミーは、業界の発展のあらゆる段階で透明性を確保することを目標に、コンサルティングサービス、技術啓蒙と継続教育、プロジェクト管理を顧客に提供しています。

EOS は、金属およびポリマーの産業用 3D プリントにおける世界的なテクノロジーリーダーです。 EOS は 1989 年に設立され、包括的な付加製造ソリューションを提供する先駆者であり革新者である独立経営の企業です。システム、材料、プロセスパラメータを含む EOS のソリューションポートフォリオは、お客様が製品品質において決定的な競争優位性を確立し、持続可能な生産と長期的な経済的利益を達成するのに役立ちます。

Modell- und Formenbau Blasius Gerg GmbHについて
Gerg は、自動車およびレース業界向けの部品およびアセンブリのプロトタイプ、小ロット、航空宇宙および医療技術業界向けの精密部品を製造しています。当社の社内生産の奥深さと幅広さのおかげで、お客様はプロセスエンジニアリング、機械加工、CFRP軽量構造、レーザー溶融、照明技術、コーティング、レーザー溶接、組み立て、最終検査など、さまざまな複合高級製品を単一のサプライヤーから入手できます。
私たちはアイデアを実現します。

出典: EOS

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