3D プリンティングは特殊車両製造市場をどのように変えているのでしょうか?

はじめに：特殊車両は、道路輸送、土木建設、油田、鉱業、電気、通信、郵便、医療、衛生、農業、水利、航空、食品、治安、消防、司法、国防建設など、国民経済のさまざまな分野で広く使用されています。特殊車両は、その特殊な性質により、社会開発の効率を高め、開発コストを削減し、社会の進歩を促進します。では、さまざまな種類の特殊車両はどのように製造されるのでしょうか? 3D プリントは特殊車両の市場をどのように変えることができるでしょうか?

特殊車両の製造<br /> 特殊車両市場は、主に警察車両や特定の種類の救急車の製造を専門とする地元メーカーで構成されています。より資本集約的な、より大型で複雑な車両（消防車など）は、専門家によって製造される傾向があります。たとえば、フェラーラやサトフェンなどのアメリカの企業は、アメリカ製の消防車の製造に非常に力を入れています。オーストリアの会社ローゼンバウアーは、多くの国際市場向けに消防車を製造しています。

このタイプの車両は自動車とは非常に異なるため、個別に分析されます。
●この市場、特にヨーロッパでは、多くの複合材料が使用されていることは容易にわかります。
●一般的には押し出しアルミプロファイル、鋼板、アルミ鋼板が使用されています。パネルや金属板はレーザーカットなどの加工によりさまざまな形状に切断できます。曲げ工具、プレスブレーキなどの装置も成形に使用できます。
●溶接は主に手作業で行われ、特に米国では特殊車両では他の車種よりも多くの溶接工程が使用されます。
● 特殊車両では鍛造、鋳造工程や一部のCNC部品も使用されていますが、ほとんど使用されていません。
●例えば、消防車には広範囲かつ複雑なポンプシステムやその他のシステムが備わっています。はしご、エレベーター、ドアなどに何らかの油圧コンポーネントが使用されることも一般的です。塗料、コーティング、仕上げ、一部の手作業も使用されます。

市場機会

特殊車両の市場は困難に満ちており、発展の余地がないようです。こうした専門的な仕事はより高い収入を得られるため、大企業だけがこうした業界に参入すると一般に考えられています。この市場は現在細分化されており、米国では統合が進行中であることが判明しました。さらに、電動化への移行により、自動車の組み立てが実際に容易になる可能性もあります。自動車の組み立ては、今後も労働集約的で自動化がほぼ不可能な分野です。自動運転車市場の開発は、特殊車両における部品の交換やカスタマイズ、溶接やリベット留めよりもはるかに簡単であることは明らかです。

この市場への資金提供は停滞しており、画期的な製品や製造の革新はほとんどありません。米国では2021年に初の電気消防車が販売され、中国では42万台以上の電気バスが運行されている。非常に高度なロボット溶接機能を除けば、業界に貢献できるような真の変革技術は存在しないようです。

3D プリントの機会<br /> 多くの企業では、大量の受注残と長いリードタイムを抱えています。例えば、米国における救急車の納期はかつては3～6か月でしたが、シャーシの納期が長くなったため、現在は12～24か月となっています。救急車メーカーは熟練労働者の不足と大量の受注残に直面しており、救急車1台の製造には約400時間以上かかります。

業界が大型のカーボンファイバーポリマー 3D プリントを使用した統合モノコックキャブ構造に移行すれば、多くの時間とコストを節約できます。デザインに統合できるファスナー、キャビネット、電化製品を配置できる場所はたくさんあります。 Twikit や Trinckle などのソフトウェアを導入することで、顧客にさまざまなデザインのバリエーションを示し、3D プリントされたキャブのデザインを新しいニーズに合わせて調整することが容易になります。これにより、大量の鉄鋼とアルミニウムが削減され、車両のエネルギーと材料の使用量が削減されます。大量生産されると、材料費が下がり、重量が軽減され、溶接が大幅に減ります。車両の燃費も大幅に向上します。作業負荷も大幅に軽減されます。キャブ部品のリードタイムも大幅に短縮されるはずです。全体的な建設コストは大幅に安くなるはずです。

●さらに、 3Dプリントされたハウジング、ツール、治具や固定具によりコストが削減されます。このカスタムカーでは、材料の押し出しから作られたカスタムシェルが非常にコスト効率に優れています。低回転金型や鋳造タイプの部品も製造可能で、ホイールアーチ、パッセンジャーセル部品、大型ポリマー部品、機械領域の部品用の金型も作成できます。カスタムケーブルダクトや配線ハーネスアセンブリも 3D プリントできます。全体的に、3D プリントは、製造補助具や中間コンポーネントの幅広い範囲に大きな変化をもたらすことができます。

複合材料 3D プリントでは、多くの大型部品も扱うことができます。シリコン、PU、その他の柔らかい部品用の 3D プリントされた金型は、室内装飾に役立ちます。反応射出成形と 3D プリントを組み合わせることで、多くの内部部品も製造できます。ロストワックス鋳造や SLA または DLP も小型金属部品の製造に使用できます。 ExOne の砂型鋳造金型は、金属部品の少量生産を比較的安価に行うのにも役立ちます。バインダージェッティングは一部の安価な部品に使用でき、デスクトップ FDM プリンターは少量生産の部品の製造にも使用できます。 FDM とポリマー粉末床溶融結合も最終部品の製造に適しています。

結論● 特殊車両市場では、3D プリントにより製造時間の短縮、生産時間の短縮、生産コストの削減、反復の高速化、パーソナライズされたカスタマイズされたキャブコンポーネントの生産の加速が可能になります。
● 製造補助具、工具、最終使用部品に関しては、部品をより速く、より低コストで製造できます。
●特殊車両市場は、3Dプリントの大規模導入の主要分野の一つになると考えられています。

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