Czinger と Xtrac が共同で、業界初のトポロジー最適化 3D プリントギアボックスを製造し、シフト時間が 100 ミリ秒未満を実現

2023年3月21日、Antarctic Bearは、カリフォルニアの自動車メーカーCzinger Vehiclesが、モータースポーツと高性能自動車（HPA）のギアボックス製造の専門家であるXtracと協力して、トポロジー最適化と積層造形技術を組み合わせたギアボックスを製造していることを知りました。
3Dプリントされた7速セミシーケンシャルオートマチックトランスミッションは業界初であり、Czingerの21Cスーパーカーに搭載される予定だ。このトランスミッションは、100ミリ秒未満でシフトすることができ、他のどのギアボックスよりも単位質量あたりのトルク伝達率が高く、ダブルバレルギアドライブと48V電気駆動のダブルバレルシステムを備えており、現在入手可能な最速のシングルクラッチシンクロメッシュギアボックスと言われている。
このギアボックスの製造には、独自の印刷プロセスと特許取得済みのアルミニウム合金材料が使用されています。このプロセスにより、大幅な軽量化、構造性能の向上、生産品質の向上、印刷時間の効率化が実現されると言われています。さらに、この付加製造プロセスにより、ツールの必要性がなくなり、開発時間が短縮され、リアルタイムの設計改善が可能になります。
Czinger の共同創設者兼オペレーション担当上級副社長である Lukas Czinger 氏は、次のようにコメントしています。「Czinger が Xtrac の世界クラスのエンジニアと協力できたことを誇りに思います。私たちは協力して、トランスミッションの性能の頂点を極めた業界初の素晴らしい製品を開発しました。このシステムを 21C に使用して、さらなる記録を破るのが待ちきれません。」
XtracのCEO、エイドリアン・ムーア氏も、このプロジェクトは画期的だと主張し、次のように述べた。「Xtracは、これらの3Dプリントギアボックスハウジングを製作できたことを大変嬉しく思っています。これは、当社が最先端のトランスミッション製造の最前線にいることを意味します。当社のエンジニアたちが緊密に協力し、この最先端のイノベーションを実現することは、非常に楽しく刺激的なことでした。」
△CzingerとXtracの3Dプリントギアボックスの正面図。シャミン・アバスによる画像
21C スーパーカー<br /> このトランスミッションは、部品の一部に積層造形法を採用した200万ドルの自動車、ツィンガーの21Cスーパーカーに組み込まれる予定だ。

この車を生産するために、Czinger 社は姉妹会社 Divergent Technologies 社の Divergent Adaptive Production System (DAPS) を活用しました。 DAPS は本質的に、3D プリントとジェネレーティブデザインを組み合わせて、従来の自動車生産プロセスに代わるエンドツーエンドの代替手段を提供する、自動化されたハードウェアソフトウェアアセンブリプラットフォームです。 DAPS は、最小限の人的介入で自動車をコンピューターで設計、印刷、組み立てることができ、迅速な設計の反復を可能にしながら、同じマシンで複数の異なる自動車モデルを生産することができます。
2022年のグッドウッドカンファレンスで、Czinger Vehiclesの創設者であるケビン・チンガー氏は、1,250馬力のスーパーカーのシャシーとサスペンションシステムはほぼすべて3Dプリントされていることを明らかにし、次のように強調した。「シャシー自体を見ると、フレーム構造のほぼすべてがDAPSで設計、印刷、組み立てられています。サスペンションシステム全体にも同じことが言えますが、ショックアブソーバーなどはすべて3Dプリントされています。エンジンの吸気および排気部品も3Dプリントされています。」
さらに、21C の V8 エンジンは、3D プリントされた「MotorNodes」で固定された電気モーターによって駆動されます。 DAPS プリントの「BrakeNodes」により、キャリパーをブレーキスタッドに統合できるようになり、部品点数が 40～50% 削減され、重量も 40% 削減されます。

付加製造と自動車産業
Czinger は、主要な車両部品の製造に付加製造技術を活用している唯一の自動車会社ではありません。ニュージーランドを拠点とする自動車メーカー、ロダン・カーズは2021年、同社のスーパーカー「FZERO」に3Dプリントのギアボックスを搭載すると発表した。ロダンは、米国の3Dプリンターメーカー3D SystemsのApplied Innovation Group（AIG）と協力し、DMP Factory 500システムを使用してギアボックスを製造しました。
△ DMP 500 ファクトリー3Dプリントシステム。写真提供：3D Systems
当時、このトランスミッションは独自の 8 速シーケンシャルドライブトレインを備えた、その種の最初のものと考えられていました。 3D Systems 社は、複雑な内部通路、薄壁ベアリング構造、そして総重量がわずか 68 kg であることを考えると、ギアボックスを他の方法で製造することは不可能だったと主張しています。
一方、英国のスポーツカーメーカー、アストンマーティンは、ダイバージェント・テクノロジーズ社が製造した独自の3DプリントリアコンポーネントとそのDAPSシステムを搭載した2022年型新型スポーツカーを発表した。アストンマーティンは、DBR22 モデルの背面に、複数の 3D プリントされたアルミニウム部品を結合して作られたサポート構造を統合し、大幅な軽量化を実現しました。ケビン・ツィンガー氏は次のようにコメントしています。「ダイバージェントは、アストンマーティン・ラゴンダやその他の世界的大手OEMと協力し、自動車のデザインとエンジニアリングの未来を変革できることを誇りに思います。」

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