自動車分野には大きな可能性があります！ Zortrax 3D プリント技術によりトヨタは治具製造コストと納期を削減

この投稿は warrior bear によって 2023-1-28 21:46 に最後に編集されました。

はじめに: 近年、世界中のメーカーが3Dプリンティングの産業化に向けた推進に力を入れています。積層造形は航空宇宙や海洋防衛などの分野でも一般的ですが、日常生活からはまだ遠いところにあり、自動車業界は間違いなく 3D プリントの普及における最初の選択肢の 1 つとなっています。
2023年1月28日、アンタークティックベアは、日本の有名な多国籍自動車会社であるトヨタが、自動車の組み立てプロセスの最適化にZortrax 3Dプリント技術を使用していることを最近対外的に明らかにしたことを知りました。
トヨタは、ポーランドのヴァウブジフとイェルチ＝ラスコビツェにある2つの工場で、CNC加工組立治具からZortrax M300 Plusシステムを使用したオンデマンド生産に切り替えました。この自動車業界のベテラン企業は、変革プロセスを通じて、必須のツールとスペアパーツの製造にかかるコストとリードタイムを削減することに成功し、工場の生産ラインのパフォーマンスを大幅に最適化しました。
「スペアパーツを在庫する必要はありません。オンデマンドで 3D プリントできるからです」と、3D プリントを担当するトヨタのエンジニア、Łukasz Kondek 氏は説明します。「需要があればすぐに 3D プリントプロセスを開始できます。ツール部門 (または外注先) が注文を処理できるまで待つ必要はありません。3D プリントにより、必要なツールの製造待ち時間が数週間から数日、場合によっては数時間に短縮されます。3D プリンターはほぼすべての形状を実現できるため、プロジェクトを自由に最適化できます。」
△トヨタの自動車生産工程。写真提供：Zortrax。
Zortrax の M シリーズ 3D プリント<br /> Zortrax は 2018 年にオリジナルの Inkspire システムを発売して樹脂 3D プリントに進出しましたが、熱溶解積層法 (FFF) マシンのメーカーとして最もよく知られています。ポートフォリオのこの側面では、同社は Endureal、M200 Plus、M300 Dual、M300 Plus という 3 つのクラシック 3D プリンターモデルを提供しており、それぞれが独自の Layer Plastic Deposition Plus (LPD) 押し出し技術に基づいています。
トヨタは、3台のうち最大のM300 Plus 3Dプリンターの導入を選択しました。このプリンターは、300 x 300 x 300 mmの造形容積を備えているため、1回の印刷で巨大な部品を作成できます。つまり、実際の組み立てでは、コンポーネントジョイントの統合が必要になる可能性がある大きなモデルを個々のコンポーネントに分解する必要がありません。これらの弱いリンクは、長期的な耐久性に影響を与えることが多いためです。
M300 Plus システムの完全な工場管理ソフトウェアスイートは、大規模な導入に特に適しています。また、サードパーティのフィラメントとの互換性により、ソーラー製品の試作からユニークな「サイバーパンクスタイル」のコスプレ衣装の製造まで、この機器の幅広い用途がさらに促進されます。
製品のパフォーマンスをさらに向上させるために、Zortrax は、マシンに適合する新しい材料やアップグレードを継続的に導入する予定です。同社は昨年、新たな「宇宙グレード」Z-PEEK 3Dプリントフィラメントを発売した。 Zortrax はその後、Full Metal Pack をリリースし、Endureal での金属 3D プリントを可能にしました。
△トヨタのZortrax M300 Plusビルドプラットフォーム上の3Dプリントエンジンカバーの一部。写真提供：Zortrax。
トヨタのポーランドにおける 3D プリントの探究<br /> トヨタのポーランド工場での作業の多くは、欧州で販売される組み立て済みの自動車にエンジンを搭載することに集中している。現在、3,000人を超える従業員がトヨタのガソリン車とハイブリッド車の開発に従事しており、これらの工場には23,000ドル以上の価値があるZortrax機器を備えた専用の3Dプリントラボが設置されている。
トヨタのポーランド工場のエンジニアは長年にわたり、治具、工具、スペアパーツの製造アプリケーションに Zortrax M300 Plus を使用してきました。現在、同社の工場で3Dプリントされている部品は、位置決め治具、組み立て治具、組み立てツール、カバープレートの4つのカテゴリーに分かれています。これらの部品は、印刷されると、多くの場合、減算技術を使用して作成された他の部品と組み合わされ、統合アセンブリを形成します。
たとえば、一部のトヨタ車で使用されている計器クラスターには 3D プリントされたボディが使用されています。ただし、これらのゲージのピンは常に金属表面と接触しているため、耐久性を向上させるために CNC 加工が施されています。
さらに、トヨタの組立ラインの治具は、以前はCNC工作機械を備えた別の部門で製造されていました。その結果、同社のエンジニアは従来の製造技術に基づいてこれらのツールを設計する必要があり、多くの制限が課されました。しかし、3Dプリントに切り替えて以来、トヨタは納期を大幅に短縮し、組立ラインの混乱を最小限に抑えることができた。
Zortrax の研究開発責任者である Michał Siemaszko 氏は次のように付け加えています。「Zortrax 3D プリンターを製造業や産業部門に導入する主なメリットの 1 つは、実証済みの安定した構造とメンテナンスのしやすさです。つまり、トヨタのような世界的なメーカーは、組立ラインの稼働に不可欠な機器を印刷する際に、Zortrax 3D プリンターを頼りにすることができます。わずかな遅延でもプリンター自体の価値をはるかに超える損失が発生する可能性があるため、信頼性は非常に重要です。そのため、当社は大規模な産業顧客に保証を提供しています。」
△Zortrax Z-PEI 1010 3Dプリント治具。写真提供：Zortrax
自動車用治具、工具、固定具における付加製造<br /> 治具、固定具、ツールを作成するために 3D プリントを使用している自動車メーカーはトヨタだけではありません。この技術は自動車分野でも引き続き普及しつつあります。アウディは2021年、A4セダンなどのモデルが組み立てられているインゴルシュタットの金属3Dプリントセンターで、EOS-3Dプリントツールをさらに使用すると発表しました。
また、2021年にシュコダは自動車のスペアパーツ製造、試作、ツールアプリケーションに3Dプリンティングを導入したことを明らかにした。同社は製造施設のデジタル化を強化する計画の一環として、すでに複数の印刷工場を設立しているが、Prusaなどの主流の印刷ブランドが開発した印刷システムを使用している。
他には、ExOne のバインダージェッティング技術を使用した FreeFORM Technologies 社が、自動車業界向けの 3D プリントツールも製造しています。同社は過去に、Allegheny Electric Service 向けに複雑なアーム先端ツール部品を 3D プリントし、それを部品検査システムの一部として 6 軸 FANUC ロボットに取り付けました。

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