シーメンスは付加製造技術でグリーン開発を加速

出典: Xiwen in Progress

シーメンスは、2022 Formnext International Additive Manufacturing Trade Fair で、積層造形のための持続可能な開発ソリューションを紹介します。シーメンスは、複数のアプリケーション事例を通じて、製品ライフサイクル全体にわたって持続可能な開発の概念を実装し、資源の保全を実現し、生産プロセスにおける二酸化炭素排出量を削減し、世界的な気候ガバナンスの目標達成を支援する方法を完全に実証しました。

備品の積層造形のためのグリーンソリューション<br /> シーメンスの自動車産業向け治具ソリューションは、グリーン積層造形を実現する上で最適化された設計が果たす重要な役割を十分に実証しています。この場合、シーメンスは、積層造形業界向けの NX ソフトウェアプラットフォームを使用して、シームレスなデジタルプロセスチェーンを確立し、トポロジー最適化を通じて最適な設計を見つけ、有限要素法 (FEM) シミュレーションを使用してテストしました。設計を最適化することで、器具の総質量が 64% 削減され、必要な製造材料が大幅に削減されました。シーメンスの「Teamcenter 製品コスト管理ソリューション」と「製品カーボンフットプリント計算機」の機能により、生産コストとカーボンフットプリントを最適化することもできます。

このケースの当初の計画では、660 個を超える部品で構成され、重量が 58 キログラムの固定具を作成することになっていました。最終製品の重量が大幅に軽減されただけでなく、柔軟な設計により組み立ての複雑さも軽減され、組み立て時間も 80% 短縮されました。この場合、従来の設計方法と比較して、付加設計の使用により生産コストが 73% 削減され、二酸化炭素排出量は 82% 削減されました。グリッパーの軽量化により、より小型のロボットで操作できるようになり、年間のエネルギー消費をさらに 54% 削減できます。
△シーメンスの積層造形ソリューションで設計された自動車用治具
デジタルトランスフォーメーションを通じてエネルギー消費を最適化し、より効率的な生産を実現します。シーメンスとGENRAは、積層造形の分野で提携を結びました。 GENERA は、デジタル光処理を使用してプラグコネクタの工業生産をシミュレートするために、シーメンスアベンタスの「Additive Manufacturing Digital Factory Planning Toolkit」を採用しました。生産プロセスのデジタルツインを構築することで、システムの通常の動作に影響を与えることなく、さまざまなマシン状態における 3D プリンターのエネルギー消費を正確かつ透過的に分析できます。より効率的なエネルギー管理により、プリンターの使用状況に応じて、各コンポーネントの製造時のエネルギー消費を 25% ～ 30% 削減できます。

環境に優しい素材の開発 シーメンスは、建設およびインフラ建設業界向けの 3D プリントの環境に優しい材料も展示しました。この材料は生分解性であり、業界の持続可能な発展に大きな可能性をもたらします。

積層造形機械メーカーのCEADとオランダの複合材料専門企業Poly Productsが共同で、3Dプリントされたリネンの港湾防舷材を開発しました。港湾フェンダーは、船舶が岸に停泊しているときに緩衝材として機能し、岸壁が船舶の外壁に重大な損傷を与えないようにします。港のフェンダーはプラスチックで作られていることが多く、日常的な摩耗により有害なプラスチックが海に流入する可能性があります。 3D プリントで製造された亜麻製フェンダーは、従来のフェンダーと同等の強度を持ちながら、製造時の二酸化炭素排出量が少なく、100% 生分解性であるため、より環境に優しい製品となっています。この材料を生産する 3D プリンターには、ロボットの複雑な動きを正確に制御し、正確な材料の適用とコンポーネントのフライス加工を保証する Siemens Sinumerik 840D sl 制御システムが搭載されています。

生産時の二酸化炭素排出量を削減するための付加製造ネットワークの構築<br /> 付加製造は製造業を「分散化」へと導き、既存の高コストの実在庫はデジタル倉庫へと変換され、現地生産を実現します。これにより、サプライチェーンの柔軟性が向上するだけでなく、在庫コストが削減され、輸送中の二酸化炭素排出量も削減されます。シーメンスの付加製造向けデジタルソリューションは、組織がデジタル資産を構築および認証し、それらを統合された「ライブラリ」に統合することをサポートし、ユーザーがニーズに基づいてワンクリックで注文できるようにします。 Siemens Additive Manufacturing Network は、ユーザーの製造ニーズに基づいて適合する生産拠点を見つけることができるため、各生産拠点での応答速度と設備利用率が大幅に向上します。このモードは、不要なダウンタイムを効果的に回避し、3D プリンターの予熱と冷却で消費されるエネルギーを最適化します。シーメンスのアディティブマニュファクチャリングネットワークは、企業がデジタルプラットフォームに基づいて通信できるようにもサポートし、生産設備の構成を最適化し、生産ニーズに効率的に対応します。

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