自動車内装におけるSLAおよびSLS 3Dプリント技術の応用

2022年12月27日、3D Systems主催のオンラインセミナー「3Dプリントが自動車内装に革命を起こす方法」が盛況のうちに開催され、Antarctic Bearがセミナーの模様を生中継しました。本稿では、この生放送の素晴らしい内容を写真と文章で振り返ります。

現在、3D プリント技術は自動車の生産、革新、性能向上に使用されており、車体の外観やパネル、金属構造部品、車体内部、エンジンフードやパワートレインなど、自動車の多くの部分をカバーしています。

車体内装部品の製造には多くの課題があります。

●経年変化が続く中、車両の耐用年数中は内部部品に故障が生じないようにする必要があります。何千もの接触点と作動サイクルを通じて、コンポーネントは適切に機能し続けなければなりません。

● 熱ストレスと摩耗。車両の内部は継続的に熱ストレスを受けています。夏の猛暑とエンジン内の極寒により、部品が割れたり脆くなったりすることがあります。

●質感と表面品質。内装部品は、見た目と感触を良くするために、質感加工やコーティングが施されていることが多いです。部品は塗装および/またはメッキが可能で、経年劣化による破損や剥がれに耐えられるものでなければなりません。

● 車内の部品は常に触れて操作されるため、優れた顧客体験を提供します。煩わしい継ぎ目がなく、ノブやボタンはスムーズに押したり回したりでき、摩耗箇所は最小限に抑える必要があります。

そのため、自動車の研究開発段階では、車体の内装部品は 3D プリント技術を使用した製造に非常に適しています。

室内ドアハンドルを例にとると、射出成形されたドアハンドル部品を逆スキャンし、3DスキャンデータをGeomagic Design Xソフトウェアで処理し、サーフェス再構築を実行することで逆設計が完了します。

次に、PRO-BLK 10 プラスチックを備えた Figure 4 3D プリンターを使用して、ドアハンドルの 5 つの部分を印刷します。

図 4 は、滑らかな表面で部品を直接印刷する生産グレードの光硬化 3D プリンターです。印刷速度も非常に速く、部品のバージョンを 1 ～ 2 時間で印刷できます。

最後に、部品を組み立てて車内に取り付け、検証と使用が可能になります。 PRO-BLK 10 プラスチックは、屋内使用で最大 5 年、屋外使用で最大 1.5 年の長期性能安定性を備えています。

材料に関して言えば、3D Systems には自動車の内装に適した 2 つの材料があります。

Accura AMX Rigid Black (SLA) は、SLA 3D プリンターに適した、強靭で耐油性および耐疲労性に優れたナイロン 11 ベースのプラスチックです。
●自動車の内装、モーターハウジング、コネクタ、クリップなどの小さな黒色プラスチック部品を直接製造できるFigure 4 PRO-BLK 10は、Figure 4 3Dプリンターに最適です。

使用した3Dプリンターは3D SystemsのSLA 750とFigure 4で、どちらも光硬化型3Dプリンターです。

さらに、SLS 3D プリンターは自動車の内装部品の印刷にも使用できます。3D Systems が提供できる材料には、DuraForm EX Black や DuraForm PA などがあります。

付属の SLS 380 3D プリンターは、射出成形に似た繰り返し部品、工業規模での高生産性、閉ループプロセス制御を実現でき、生産を自動化することもできます。

上記の材料、設備、ソフトウェアに加えて、3D Systems は、ユーザーのニーズの探求、革新、開発、そして最終的には大規模生産の実現を支援するフルプロセスコンサルティングも提供できます。

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