5つの主要な自動車メーカーが3D印刷をどのように使用しているか

3ERPは、自動車メーカーが3Dプリントが最前線にもたらす利点から恩恵を受けているさまざまな方法の多くをカバーしてきました。テクノロジーが自動車業界でより主流の足場を築くにつれて、多くの企業が注目していますが、多くの企業がさまざまな能力でさまざまな目的でテクノロジーを使用しています。これらのニーズには、ツールからスペアパーツ/サプライチェーン管理、最終用途のパーツ、さらにはフルカーまで、あらゆるものが含まれます。

テクノロジーがどこまで進んだか、業界の著名人にどのように採用されているか、そして将来の生産チェーンのどこに進むのかを見るのは興味深いことです。この記事は、世界最大の自動車メーカーの一部がワークフローで3D印刷を使用する多くの方法についての洞察を提供することを目的としています。

BMW

ほとんどの3D印刷は少量生産に使用されるため、3D印刷で可能な独自の要素を使用して、カスタマイズや複雑さの追加の余地がたくさんあります。 BMWは、開発前、車両の検証、テスト、またはコンセプトカーやショーカーに3D印刷を採用している、このような設計と製造の形態に精通しています。彼らは大量のテクノロジーを採用していますが、生産量が少ないため、顧客のニーズに合わせて製品を正確にパーソナライズできます。

同社はアディティブマニュファクチャリングの使用に多くの時間を費やしており、「連続生産と新規顧客のオファーの大きな将来の可能性」を潜在的に見ていると述べています。 」（ドイツのBMWの専門家による）。彼らはこのテクノロジーを使用して、プラスチックと金属の両方のコンポーネントを強化してきました。彼らは最も有名なことに、HPと協力して、大規模な製造システムで製品を製造しています。

このリストにある他の多くの企業と同様に、BMWは他の技術では作成できない部品を製造する手段としてこれを使用しています。この良い例は、i8ロードスターのトップカバーです。このコンポーネントの取り付けは、従来の鋳造プロセスでは不可能でした。デザインの可能性を広げるだけでなく、3D印刷された自動車部品はより耐久性があり、以前のバージョンよりも軽量です。

同様に、BMWは亜麻繊維から製造された3Dプリントされた冷却シャフトを備えたiFE.20フォーミュラEレーサーを発表しました。パーツは2019年の終わりに披露されました。通常のカーボン素材と比較して、亜麻はより大きな吸収とより大きな耐衝撃性を持っています。これは、フォーミュラEが行われるバンプとガードレールのあるストリートサーキットで有利です。これにより、再生可能な繊維で作られた部品を使用して作業チームが開発した最初のBMWレースカーとなり、環境にも配慮しています。

保護された親指を備えたBMWの手袋

同社は、工具と安全性にも3D印刷を使用しています。この良い例は、排水口のストッパーを仕上げるために使用する特殊な手袋です。これらのストッパーは、エンジニアの指で手動で設定する必要があります。これは、親指に大きな負担がかかることを意味します。幸いなことに、彼らは作業用手袋に取り付けることができる3Dプリントソリューションを思いつきました。

自社の自動車での作業は別として、同社のエンジニアは外部のプロジェクトに手を貸してきました。一例は、英国パラリンピックバスケットボールチームのための特注の3Dプリントシートの開発です。 BMWのエンジニアは、3Dボディスキャンと最新の積層造形を使用して、車椅子の全車両を構築し、プレーヤーがより高度なレベルの運動能力を発揮できるようにしました。

フォード

フォードのジグと固定具

3D印刷への取り組みに関する限り、フォードはテクノロジーの採用に真っ向から取り組んでいます。同社は積層造形センターを設立し、その業務をワークフローに幅広く採用しました。プラスチックや金属のプリントを作成するという点で、彼らはUltimaker、Stratasys、GE Additiveなど、生産チェーン全体であらゆる種類のAMアプリケーションにマシンを提供するさまざまな企業と長年にわたるパートナーシップを築いてきました。

また、3D印刷を使用して、工具のコストと時間を削減しました。同社は、サプライヤーなどを待つよりも、施設で独自の部品を作成する方が迅速であると判断したためです。また、世界中の施設で開発されている治具や固定具にも同じ原則を適用しています。

彼らは過去数十年の間に3D印刷事業を拡大し、金属部品とプラスチック部品の両方を製造してきました。同社は次のように述べています。「過去数十年で、フォードは50万をはるかに超える部品を印刷し、数十億ドルと数百万時間の作業を節約しました。従来の方法でプロトタイプを作成するのに4〜5か月かかり、50万ドルかかる場合、3D印刷された部品は、数千ドルの費用で数日または数時間で作成できます。 」。

同様に、フォードのさまざまな子会社、特にシェルビーGT500の背後にある設計チームがAMチョップを披露しています。今年、彼らは新しいGT500の最も有望なデザインを数日で3D印刷し、改善とテストの段階を大幅にスピードアップしました。このペースにより、シェルビーGT500を少しずつすばやく調整し、驚異的なスピードで新しい物理的なデザインを取り入れることができます。彼らはまた、チームが「スイング」と呼んでいる新しいスポイラーウィングハイブリッドデザインを開発しました。この新しいデザインは、GT500の印象的な空力機能の重要な要素です。

EcoBoostエンジン

同社は2月に別の主要な3D印刷のマイルストーンを設定しました。彼らのフォードパフォーマンス部門は、高性能コンポーネントを扱っており、自動車史上最大の自動車用金属部品であると彼らが主張するものを3Dプリントしました。金属部品は、ツインターボ3.5リッターV6EcoBoostエンジンを搭載した1977年式フォードF-150のHoonitruckに取り付けられました。パーツ自体は、GEAdditiveのConceptLaser XLINE2000Rを使用して印刷されたアルミニウム製のマニホールドインレットです。

ボルボ

自動車用3D印刷の最も著名なユーザーではありませんが、ボルボは近年、この分野で大きな進歩を遂げています。このリストにある他の多くの企業と同様に、ボルボはツーリングとサプライチェーン管理に3D印刷を使用しています。 3D印刷の使用は、生産されていない部品用の新しい印刷物を会社の機械に補充する場合に特に役立ちます。ボルボは主に3D印刷されたプラスチック部品を使用しており、近い将来、金属部品の実装を目指しています。

2018年の時点で、同社は主にプロトタイピングとツーリングに積層造形を使用していました。 「プロトタイピング用に少量の部品を製造するだけでよいので、何が機能するかを確認するのに良い方法です」と、VolvoCE[建設機械]のホイールローダーパワートレイン設置の開発エンジニアであるFredrickAnderssonは述べています。 「私たちは多くの知識を持っており、3Dプリントですばやく簡単に変更を加えることができます。このため、新製品の市場投入までの時間が短縮されるため、当社にとって大きなメリットがあります。 。」

彼らがテストしていたさまざまな新しい技術が証明するように、プロトタイピングの速度の向上は会社にとって非常に役立ちました。たとえば、ボルボのエンジニアは、同社のA25GおよびA30G車両用の新しいウォーターポンプハウジングを設計しました。彼らは、住宅の内部流路の設計を最適化する手段としてシミュレーションを実行しましたが、新しい設計を検証するための機能テストを実行するためのプロトタイプを作成する必要がありました。このプロジェクトの工具費は約9,090ドルで、部品費は約909ドルでした。プロトタイプを作成するためのリードタイムは最低20週間でした。一方、プロトタイプの3D印刷は、770ドルで、2週間しかかかりませんでした。

しかし、2019年に、同社はAMプロセスの観点から、特にVolvoTrucksの支店でアンティを引き上げました。バージニア州ダブリンにある彼らのニューリバーバレー（NRV）工場は、今年、製造業の世界でかなりの数の見出しを飾りました。彼らは主にSLSを使用しますが、他のAMメソッドにも手を出しました。この特定の施設では、3D印刷を使用して製造された、製造現場で使用されている500を超える製造ツールと備品を製造しています。この施設は、北米の自動車工学の主要なハブでもあります。

商用車の他に、建設機械の開発も行っている。案の定、3D印刷は、会社の業務のこの側面にもその特徴を示しています。 Volvoは、関節式運搬トラックの改造に3D印刷を適用し、プロトタイプ作成のコストを10分の1に削減しました。これにより、費やす時間を20週間からわずか2週間に短縮することもできました。

GM

ゼネラルモーターズとそのその他のさまざまな部門は、3D印刷技術の主要なユーザー（および開発者）です。 2018年の時点で、GMはツーリングで年間30万ドルを節約しており、代替燃料源を使用した新技術の開発に向けて十分な進歩を遂げています。大手自動車メーカーは昨年、2023年までに20の新しい電気および燃料電池モデルを世界的に発売することを発表しました。

彼らの3D印刷業務は主にプロトタイピングに関するものでしたが、拡大しています。同社はさらに、印刷業務を拡大して、「技術が向上するにつれて、数万の部品を大規模に生産する」ことを計画しています。 」とGMの添加剤設計および製造のディレクターであるKevinQuinn氏は述べています。この計画は、今後5年間で展開される可能性があります。

同社のウォレンテックセンターは、毎年約30,000個のプロトタイプ部品を製造しています。部品は、プラスチックと金属と粉末の組み合わせを採用した、少なくとも9種類の材料で構成されています。これらは主にプロトタイピングに使用されますが、同社は最終用途の部品も検討しています。彼らはまた、3Dプリントされたアルミニウム合金の製造を終了したボーイングとHRL研究所を共同所有しています。

GMのグローバル製造統合担当ディレクターであるDanGrieshaberは、GMの工場の大部分が現在3Dプリンターを使用していると述べました。同社は、少なくとも北米の工場内で、それをさらに増やすことを計画している。この動きにより、GMは年間数百万ドルの生産コストを節約できる可能性があります。 GMは長い間3D印刷に投資しており、さまざまなサブブランチテクノロジーを採用しています。彼らは、工場の労働者のためのツールやアクセサリーを迅速に構築するためにそれを適用しています。ちょうど今年、同社は35,000ドルの3D印刷機の実装により、2年間で300,000ドルの節約になったと述べました。プリンターの主な役割は工具製造ですが、同社は日常業務における積層造形の役割を拡大する可能性があります。

オートデスクと共同で開発されたGMのブラケット

オートデスクとのパートナーシップは、自動車メーカーが代替燃料車を製品ラインナップに追加するという目標を達成するのに役立つ可能性のある軽量の3Dプリント部品の製造に有益でした。また、この同じコラボレーションの一環として、2019年に両社は、オートデスクのテクノロジーで開発されたステンレス鋼製の3Dプリントシートブラケットを披露しました。

2019年の初め、GMは3D印刷用の新しい新しいデザインアプリケーションを検討していました。彼らはミシュランと共同で、耐久性に優れた新しいタイプのタイヤの製造を目指していました。 Uptisタイヤはまだ作業中ですが、企業はテスト段階に進んでいます。彼らは、タイヤが100％持続可能で、耐性があり、さらに長持ちすることができると主張しています。それらはまた、生産中の無駄が少なく、はるかに環境に優しい代替手段です。最近、エンジニアはシボレーボルトEVのフリートを使用してミシガン州で新しいタイヤをテストし、2024年に一般に公開される可能性を浮き彫りにしました。

ポルシェ

ポルシェは、主要なコンポーネントから古いモデルのサプライチェーンの再発明まで、さまざまな目的で3Dプリントを使用してきました。ポルシェは現在、3D印刷を使用して非常に特殊なスペアパーツを製造していますが、それほど広範囲ではありません。これは、安全性を完全に確保するために実施する必要のある厳しい品質基準によるものです。同社はまた、クラシックカーと高級車のブランドであるため、生産されるユニットの総数が少なくなっています。

ポルシェ959のクラッチ用リリースレバーなどの生産中止部品の開発には、レーザー溶融法を採用しています。彼らは粉末工具鋼を利用し、他の方法で可能であるよりもはるかに効率的に部品を取り出します。

3D印刷の使用により、会社はオンデマンド印刷に移行することもでき、材料、輸送、保管に関連するコストを大幅に削減できます。これらの部品はそれほど需要がなく、一定の生産を維持するには費用がかかることが多いため、これも有益です。ポルシェは、これらのクラシックなパーツを復活させるためにMarkfordgedと協力してきたことで最も有名です。

主に、製造する必要のあるさまざまな部品にSLMとSLSを使用します。ポルシェは、多くの場合、3Dプリントされた部品が古い部品よりも優れていると述べています。現在、限られた数の部品を印刷していますが、2018年からポートフォリオを拡大し、将来のコンポーネントをテストしています。