3Dプリント技術により、工具と治具の生産サイクルが数週間から1日に短縮されます。

出典: UltiMaker

はじめに: 新しい Audi E-Tron GT が発売されたとき、ドイツのハイルブロンにある Audi Sport Böllinger Höfe 工場では、生産のために約 200 個の新しいツール、治具、固定具が必要でした。こうしたツールの設計には時間がかかり、その製造を外部委託すると数週間から数か月かかることもあります。この場合、設計自動化と 3D プリントにより、Audi Sport はこれまでにないほど効率的なワークフローを実現しました。

ドイツのハイルブロンにあるアウディスポーツボリンガーホーフェ工場は、アウディ AG の高級車生産施設です。この工場は、高い効率性と優れた製造プロセスで知られており、主に高性能のアウディ R8 と全電気式アウディ E-Tron GT モデルの生産を担当しています。これらのモデルはアウディブランドのトップ製品を代表するものであり、自動車製造におけるアウディの革新性と卓越性を実証しています。

Böllinger Höfe 工場の生産ライン設計は、ドイツの製造業の効率性と精度を体現しています。空のフレームはロボットプラットフォームを介して送り込まれ、上部のレールに固定されます。各車両は複数のステーションを通過し、各ステーションで特定の注文に応じて部品を取り付けます。この設計により、効率的な生産プロセスと非常に高い一貫性が保証されます。

Audi R8 と E-Tron GT はどちらも高性能で高度にカスタマイズされた車であるため、まったく同じ 2 台の車を見つけることはほぼ不可能です。これにより、生産プロセスはより複雑かつ多様になりますが、工場が複雑な注文を処理できる能力も実証されます。この工場では、3D プリント技術を駆使して、さまざまな工具、治具、固定具を製造しています。 3D プリントは生産をスピードアップするだけでなく、コストも大幅に削減します。これらのツールとデバイスは、生産効率と品質管理の向上に役立ちます。

「私たちは工場用に約 800 個の工具、治具、固定具を製造しています。これらの工具の製造を外注するには、サプライヤーと注文プロセスに応じて 2 ～ 3 週間、場合によっては数か月かかります。3D プリントにより、これらの工具を非常に短期間で入手できます。作業員が私たちのところに来て、自動車を組み立てるための治具が必要だと言うと、わずか 1 日で工具が手に入ります。」

- Audi Sport の 3D プリント専門家、Cem Guelaylar 氏

さまざまなアプリケーションシナリオに対応する多様なツール<br /> Audi は、取り付け時にコンポーネントの位置合わせを支援するさまざまなカスタムツールを設計しました。たとえば、ルーフや外装のエンブレムを取り付ける場合、これらのツールを使用すると、完成した車両の一貫性と品質が向上し、車両 1 台あたりの生産時間が数分短縮されます。品質管理ツールにより、すべての車がアウディの最高基準を満たしていることが保証されます。これらのカスタム固定具を自動車部品に取り付けて、位置合わせと許容誤差を測定できます。

多くの部品は、車に取り付ける前に事前に組み立てておく必要があります。例えば、パイプを中央流体プレートに接続したり、ケーブルやラジエーターを中央制御ユニットに接続したりします。これらの部品を単に作業台に置いて組み立てるだけでは、作業は非常に困難になります。 Audi Sport は、部品を所定の位置に保持して素早く簡単に組み立てられるように、工場内で固定具を多用しています。これらの設備は時間を大幅に節約するだけでなく、生産の一貫性も大幅に向上させます。

Audi Sport における 3D プリントの利点<br /> Audi Sport では、部品を迅速に設計するだけでなく、非常に短い時間で生産を完了する必要もあります。ツールの制作をアウトソーシングするとコストと時間がかかり、数週間から数か月かかることもあります。そこでアウディは3Dプリントルームを設置しました。 Audi Sport は、Ultimaker S5 を含む複数のプリンターの助けを借りて、必要なツールを社内で製造できます。現在では、従来の方法に比べてわずかなコストで、ツールを 1 日で印刷できるようになりました。見積りを依頼したり、サプライヤーに詳細な要件を伝えたり、部品が製造されて納品されるのを待ったりする必要はありません。部品が要件を満たしていない場合は、すぐに改善して再印刷できます。

素材の選択肢の多様性<br /> ほとんどの器具は、ABS と同様の柔軟性と強度を持ちながら、ABS の複雑さを回避したよりシンプルな印刷プロセスを備えた素材である Tough PLA を使用して印刷されます。また、自動車部品の保護にはTPU95a素材をプリントした工具が使用されています。この柔らかい素材は部品の損傷を防ぐのに最適です。

Ultimaker エコシステムのおかげで、Audi Sport は何百ものサードパーティ製素材にもアクセスできるようになりました。これらの材料は、多くの場合、非常に特殊な特性を持っています。 Audi Sport が使用する素材の 1 つは、電子部品を扱う器具向けに特別に設計された帯電防止 (ESD) PLA です。これらの印刷プロファイルは市場で無料で入手できるため、Ultimaker Cura を使用すると、これらの材料を 3D 印刷用に準備することが非常に簡単になります。

「安価で扱いやすいため、Tough PLA を使用しています。主に自動車部品の保護に TPU を使用しています。また、帯電防止素材や、ABS や PETG を使用することもあります。3D プリントは非常に高速で、当社の工場と従業員にとって非常に役立っています」と Guelayler 氏は付け加えました。

Audi Sport は、効率性を高める方法を継続的に模索する素晴らしい仕事をしています。 3D プリント技術を使用してツールを製作することで、ツールの生産コストを 80% 以上削減し、数週間かかっていたツールを 1 日で作業員に届けることができました。さらに、Audi Sport は Fixturemate を使用することで、器具の設計をよりシンプルかつ迅速にしました。専任の CAD 設計者がいなくても、誰でも設計から 3D プリントに移行し、必要なツールを作成して開始することができます。

中国における Ultimaker デスクトップ 3D プリンターの公式認定代理店として、Weikong Ruibo は中国における Ultimaker のあらゆる機器と消耗品の販売を担当し、ユーザーに専門的なアフターサービスも提供しています。お問い合わせや交渉を歓迎します。