3DプリントがフォードエクスプローラーEVの開発を支援

自動車大手のフォードはエクスプローラーの完全電気バージョンを発売し、欧州の電気自動車市場での存在感をさらに拡大した。この電気自動車（EV）は2024年6月に生産が開始され、ドイツ・ケルンにあるフォードのPDメルケニヒ開発センターで設計・開発され、現地の組立工場でも生産される予定だ。フォードはエクスプローラーEVの発売により、ツール製造から設計プロトタイプまで、3Dプリント技術の応用においても大きな進歩を遂げました。

3Dプリント技術の応用<br /> フォードのPDメルケニッヒ・ラピッド・テクノロジー・センターには、射出成形機、成形ツール、フライス盤、3Dプリンターなど、さまざまな先進的な生産設備とテクノロジーが備わっています。この工場は、1994 年以来、ヨーロッパで初めてステレオリソグラフィー (SLA) 3D 印刷技術を採用しています。さらに、この工場には、熱溶解積層法 (FDM)、選択的レーザー焼結法 (SLS)、金属 3D 印刷など、さまざまな付加製造ソリューションも導入されています。

フォードは、Explorer EV の開発中に Formlabs の SLA および SLS テクノロジを使用しました。 SLA 3D 印刷技術は、主に優れた表面品質が求められる設計プロトタイプの作成に使用されます。「かつては数日かかっていた作業が、今では数分で印刷できるようになりました」と、フォードの付加製造スペシャリスト兼ツール専門家であるブルーノ・アルベスは説明する。こうすることで、エンジニアは必要な部品を非常に迅速に入手できることがわかっているので、新しい設計や反復を試すことを恐れなくなります。 ”

工場ではデザインの試作に、フォームラボが2024年4月に発売したForm 4 3Dプリンターを使用している。新しい Form 4 は、以前のバージョンよりも高速で、より正確で、操作が簡単なため、ショップのオペレーターは機械の使い方を習得しやすくなり、高品質の部品を生産しやすくなります。

フォードは、より大きなプロトタイプを作成するために Form 3L プリンターも使用しています。 Explorer EV の開発中、Formlabs の SLA システムにより、ミラーキャップ、バックミラーアセンブリ、計器パネルなど、さまざまな外装および内装コンポーネントの設計検証を加速することができました。

機能プロトタイプと機械部品<br /> 機能テストや機械部品の検証が必要な状況では、フォードの開発チームは、生産時間を短縮する Fuse 1+ システムやボディパネルを印刷するための大規模システムなどの SLS 3D 印刷技術を使用します。「私たちは常に、量産品で使用されているものに近い素材のテストと検証に努めています」とアルベス氏は言う。「Fuse 1+ で使用されている PA-12 (ナイロン) は、射出成形された量産部品に非常に近いものです。」

Explorer EV の機能的な 3D プリントプロトタイプの 1 つは、複雑なデザインの充電カバーです。「この充電キャップでは、メカニズムをテストするための機能部品が必要だったため、SLS を使用することが重要でした」と Alves 氏は説明します。「これは非常に複雑な設計であり、フライス加工でこの部品を製造することは不可能であり、サンプルを作成するために射出成形を使用することもできません。したがって、物理的にテストできる材料で 3D プリントするのが最善のアプローチでした。」

迅速な製造ツール

フォードは、プロトタイプの作成に加え、ドアハンドルアセンブリのゴム部品の製造用の射出成形インサートを含むツールの迅速な製造にも 3D プリントを使用しています。「これは、複数のインサートと複数の異なるデザインが関係する複雑なプロセスで、それぞれに複数のデザイン反復が発生する可能性があります」と Alves 氏は説明します。「通常、外部射出成形には 2 ～ 3 か月かかります。しかし、社内で積層造形を使用すると、2 週間から最大 3 週間で完了できます。このプロジェクトで外部ツールを使用しなければならなかった場合、さらに長い時間がかかり、部品を期限内に納品できなかった可能性があります。」

このハイブリッド 3D プリントアプローチにより、フォードは車両開発のコストと時間を最小限に抑え、開発段階で高価な金属ツールへの依存を減らすことができました。フォードが2030年までに欧州で電気自動車を独占販売するという目標に向かって進む中、3Dプリントなどのアジャイル生産技術を統合して効率を向上させる能力が重要な役割を果たすだろう。

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