シーメンスはグリーン積層造形を支援し、生産コストを73%、二酸化炭素排出量を82%削減

2022年11月16日、アンタークティックベアは、今年の付加製造の国際見本市であるFormnextで、シーメンスが持続可能な開発における優れた成果を披露したことを知りました。このテクノロジー企業は、複数のユースケースを使用して、リソース、二酸化炭素排出量、環境への影響を削減する方法を実証しました。シーメンスは、製品の生産サイクル全体を包括的に検討し、さまざまな戦略を使用して炭素排出量を削減し、環境に優しい生産プロセスを設計します。

持続可能な積層造形のためのグリッパーソリューション

最初の例はグリッパーの製造であり、これによってシーメンスは、最適化された製品設計がグリーン積層造形において果たす重要な役割を実証しています。

● 自動車生産に使用されるシーメンスのハンドリングロボットのグリッパーソリューションでは、最適化された設計によりグリッパーの総質量が64％削減され、製品の重量と必要な材料が大幅に削減されます。具体的には、シーメンスが提供するシームレスなデジタルプロセスチェーン「NX for AM」の助けを借りて、トポロジー最適化を通じて最適な設計を見つけ、FEMシミュレーションでテストし、最終的に印刷します。

●さらに、「Teamcenter 製品コスト管理」や「製品カーボンフットプリント計算機」の機能を使用することで、製品の生産コストやカーボンフットプリントを事前に最適化することができます。

この特定のプロジェクトでは、当初、重量が 58 kg を超え、660 個を超える部品から組み立てられた固定具を使用する予定でした。重量が軽減されるだけでなく、設計における複数の自由度により組み立ての複雑さが排除され、組み立て時間が 80% 短縮されます。

●従来の設計や付加設計と比較して、生産コストは73％削減され、二酸化炭素排出量は82％削減されます。

●さらに、軽量化により小型ロボットの使用が可能になり、年間54%のエネルギーを節約できます。

デジタル製造によりエネルギー消費が削減される<br /> 持続可能な積層造形の 2 番目のユースケースは、シーメンスアドバンタの「積層造形デジタルファクトリープランニングツールボックス」を使用した、高度に自動化されたフォトポリマーベースの積層造形技術の大手グローバルサプライヤーである GENERA とのコラボレーションです。「デジタルツイン」を使用すると、実行中のシステムに干渉することなく、さまざまなマシン状態での 3D プリンターのエネルギー消費を正確かつ透明に分析できます。より効率的なエネルギー管理のおかげで、プリンターの使用率に応じて、生産される各コンポーネントのエネルギー要件を 25% ～ 30% 節約できます。

環境に優しい素材<br /> 3 番目のアプリケーションでは、シーメンスは建物やインフラストラクチャの 3D プリントにおける環境に優しい材料の使用を実証しました。これは理想的には完全に生分解性であり、持続可能な産業に大きな可能性をもたらします。 EU SeaBioComp プロジェクトの一環として、AM マシンメーカーの CEAD とオランダの複合材料専門企業 Poly Products が、3D プリントされた港湾フェンダーを開発しました。港湾防舷材は船舶の緩衝地帯であり、港に停泊している船舶の外壁が岸壁によって損傷を受けないようにするものです。港湾の防舷材は通常プラスチックで作られており、摩耗などにより海に流れ込み、環境に有害なマイクロプラスチックになります。

3D プリントされた亜麻のフェンダーは、従来の港湾フェンダーと同じくらいの強度を持ちながら、炭素排出量は少なくなっています。リネンは100%生分解性です。亜麻からフェンダーを製造するために、Poly Products はシーメンスの制御システムを備えた 3D プリンターを活用しています。彼らは、3 軸ガントリーマシンに Sinumerik 840D sl (SINUMERIK 840D sl は、高い CNC パフォーマンスと柔軟性およびオープン性を備えた高度な CNC の標準と見なされています) をインストールしました。これにより、複雑なロボット動作で必要な精度を実現し、正しい材料の適用とコンポーネントの最終輪郭への加工が可能になります。

付加製造ネットワークは二酸化炭素排出量を削減する

付加製造は製造業における「分散化」への道を示し、高価な実在庫を、消費地の近くで必要なときにのみ商品が生産されるデジタル倉庫に変えます。これにより、サプライチェーンの回復力が向上し、在庫コストが削減され、輸送中の CO2 排出量が削減されます。 Siemens の付加製造向けデジタルソリューションにより、組織はこれらのデジタル資産を単一の「ライブラリ」に構築、検証、認証できます。ユーザーはボタンをクリックするだけで注文できます。 Siemens Additive Manufacturing Network (AM Network) は、これらの製造要求を最も適切な生産拠点にルーティングし、グローバルな生産能力を最大化し、機器のより高い利用率を保証します。不必要なダウンタイムが回避され、3D プリンターのウォームアップと冷却に消費されるエネルギーが最適化されます。

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