自動車OEMがデジタル化を通じて積層造形の課題を解決する方法

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自動車の3D印刷市場は、2029年までに90億ドルの機会に成長すると予測されています。AM操作の自動化は、この成長を促進するのに役立ちます。

以下では、自動車業界のAMユーザーが直面する、この成長を妨げる可能性のある課題と、デジタル化とソフトウェアがこれらの課題に正面から取り組むのにどのように役立つかについて説明します。

自動車産業における積層造形

人や物を動かすことがすべての業界にふさわしく、自動車業界は大きな変化の真っ只中にあります。

半導体の不足、燃料効率基準の迫り来る変化、世界中での電気自動車とハイブリッド車の継続的な台頭は、2021年に自動車産業を形作るいくつかの注目すべき傾向の1つです。

同時に、自動車OEMとサプライヤーは、パンデミックの影響に取り組んでいます。 COVID-19のパンデミックは、特に初期の数か月で、自動車販売に打撃を与えました。最終的に、2020年の売上高は前年比で約15％減少し、業界が大幅に減少したことを示しています。

これらの傾向の一部として、自動車メーカーは柔軟な製造とサプライチェーンの回復力に戦略的な投資を行ってきました。これには、設計変更をより迅速に組み込むことができ、より人間工学に基づいたツールで組立ラインの効率を改善し、オンデマンドのスペアパーツで俊敏性を提供できることが含まれます。

アディティブマニュファクチャリングは、自動車メーカーが柔軟な製造を通じて業界を活性化するのに役立ちました。

一方では、この技術は自動車製品開発に定着しており、設計者は3Dプリントされたプロトタイプを使用して設計をより迅速に反復および検証できます。一方、大手自動車メーカーは、組立ラインの工具、スペアおよび最終用途の自動車部品への3D印刷の使用も拡大しています。

生産におけるAMの使用の増加は、E-ビークルの台頭によって部分的に推進されています。電気自動車は、エネルギー効率を高めるために軽量化する必要があります。

コンポーネントの重量を減らすには、内部のコンポーネントを設計するための新しいアプローチが必要です。 AMは、従来の製造方法では実現不可能な軽量化と新しい設計を可能にするそのようなテクノロジーの1つです。

とはいえ、自動車でのAMの使用が増えるにつれて、注文の履行、品質管理、サプライチェーン管理など、AM生産の管理の複雑さも増しています。プロトタイピングであろうと連続生産であろうと、AMを社内で使用する自動車メーカーは多くの課題に対処する必要があります。

以下では、最も差し迫った課題と、デジタル自動化が自動車会社のAMの生産性を最大化するのにどのように役立つかについて説明します。

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自動車メーカーがデジタル化を通じて解決できる5つの3D印刷の課題

1。プロトタイプの迅速なターンアラウンドを保証する

OEMが最初に高度な機能を道路に持ち込むために競争するにつれて、ラピッドプロトタイピングに対する需要が高まっています。自動車メーカーがコンセプトを視覚化する必要がある場合でも、機能的なプロトタイプでアイデアをテストする必要がある場合でも、3Dプリントは理想的なテクノロジーです。

ただし、RP施設またはラボの運営には、独自の課題が伴います。たとえば、顧客の注文を手動で収集し（多くの場合、電子メールまたは電話で送信されます）、見積もりを作成し、見積もりを返送することは、多くの場合、リードタイムを延長する最適化されていないアクティビティです。

注文手順を手動で、スプレッドシートなどのサイロ化されたツールを使用して管理すると、エラーが発生しやすく、改善の機会がほとんどありません。

より良い解決策は、3D印刷要求を収集するプロセスを標準化および自動化することです。これを行う1つの方法は、ユーザーを許可するプラットフォームを実装することです。エンジニアは、3Dファイルをアップロードし、適切な材料と技術を選択することにより、専用ポータルを介して部品を要求します。

つまり、RPラボアシスタントと通信する必要がなく、数分で注文を行うことができ、プロトタイプの製造ワークフローの各マイルストーンについて自動的に通知を受けることができます。

注文がシステムに入ると、RPラボマネージャーは受注を追跡し、優先順位を付けて生産をスケジュールすることができます。注文送信プロセスは、自動化によって十分に油を塗ったマシンのように機能し始め、マネージャーが手動でデータを収集して整理するために費やす時間を節約します。

自動車メーカーにとってスピードが最優先事項であるため、設計者がプロトタイプをより早く受け取ることができれば、製品のアイデアのテストと検証においてより機敏になります。加速された製品開発は、次に、新車の市場投入までの時間を短縮し、競争に勝ち抜くのに役立ちます。

2。 AMサプライチェーンとアウトソーシングワークフローのより良い管理

自動車産業は、サプライヤー、メーカー、消費者の統合されたチェーンです。車や別の種類の車両などの既製の製品は、さまざまな国にあるさまざまな企業によって製造および供給される数百から数千の要素で構成されています。

自動車AMのサプライチェーンも同様に複雑です。3Dプリントされた部品を自動車に取り付けようとしている自動車OEMは、部品のタイムリーな生産と流通を確保するために、さまざまなサプライヤーと協力する必要があります。

ただし、お客様との複数の会話が示すように、多くの自動車メーカーにとって、サードパーティサプライヤーからAM部品を調達することは非効率的です。このプロセスには、価格について話し合い、合意するための電子メールや電話のやり取りが含まれることが多く、手動で行うと、透明性と敏捷性が失われます。

AMサプライチェーンは管理が難しい複雑な領域ですが、AMサプライチェーンをより効率的に管理するためのヒントをいくつか紹介します。

• すべてのサプライヤーと部品メーカーを一元化されたAM注文およびサプライチェーンプラットフォームに統合します。サプライヤと下請け業者の統合ネットワークにより、生産リードタイムとコストを比較できるため、より適切なサプライヤを簡単に選択できます。
  
  
• 付加的なMESを介して管理される場合、統合されたサプライヤネットワークにより、自動ルーティングによって注文のフローを合理化できます。これにより、自動車サプライチェーンのすべての人が注文を迅速に受け取り、処理できるようになります。
  
  
• 最後に、一元化されたプラットフォームを介してサプライヤーと協力することで、AMの部品とプロジェクトの可視性が生まれ、遅延やその他の問題を早期に特定できます。

3。 AMプロセスの再現性と部品の品質の確保

自動車部品を3Dプリントする場合、部品の生産効率と品質が最も重要です。

ただし、従来の製造プロセスは十分に理解されていますが、業界は、繰り返しの品質を保証するAMへの最善のアプローチをまだ模索しています。

AMでは、部品は小さなバッチで、場合によってはさまざまな工場で生産されます。毎回一貫した生産を実現する方法がなければ、製造業者にとって、部品が常に正確な仕様で製造されていることを確認することは困難です。

再現性のあるAMと高品質の完成部品を確保するには、自動車メーカーは標準化されたワークフローを確立する必要があります。

AM運用を標準化するには、AMシステムとプロセスの効果的な管理、自動化、およびワークフローの完全な可視性を提供するための高レベルの接続が必要になります。

したがって、自動車のOEMおよびサプライヤには、積層造形のようなデジタル積層造形管理システムが必要です。

最新の加法MESは、標準化された一貫性のあるAM操作をサポートする強力なツールを提供します。

Additive MESを使用すると、ユーザーは、パーツに一意のシリアル番号を追加し、さまざまな製造ステップでのパーツのフローを自動化するルールを定義することで、操作を制御できます。たとえば、注文が確認されると、システムは、材料、技術、優先度、3Dプリンターの可用性などの定義されたパラメーターに基づいて、注文から特定のマシンに部品を自動的に割り当てることができます。

次に、印刷が完了すると、MESソフトウェアは、単一のデジタルスレッドを維持しながら、後処理操作と品質チェックから納品までの間に部品をさらに追跡できます。

ソフトウェアがプロセスを制御するとき、間違ったマシンに部品を割り当てたり、順序の優先順位が乱れたために期限を逃したりするなどのエラーの可能性を排除します。

さらに、デジタルシステムにより、管理品質と監査チェックが簡素化されます。データが一元化され、データへの変更がログに記録および追跡されると、品質の追跡と業界標準に従ったプロセスの認証が容易になります。

4。アディティブマニュファクチャリングラボの生産性を最大化する

自動車のAM施設またはラボを管理する場合、高価な3D印刷機器および材料でより高いROIを達成するために、生産性を向上させることが不可欠です。

しかし、製造装置の生産性をどのように測定しますか？プロセスを改善するための洞察をどのように取得しますか？

適切な技術がなければ、AM生産ラインの生産性を測定することは困難になります。これは、スプレッドシート、紙、または異種のソフトウェアプラットフォームに依存している場合に特に当てはまります。

手動の切断されたツールは、AMシステムの生産性を追跡および測定するタスクには不十分です。これらは、AMプロダクションを効果的に実行するために必要なレベルの可視性を提供しません。

生産性をより正確に追跡するために、AMシステムに接続し、歩留まり、失敗と成功率、マシンの稼働時間などの重要なメトリックに関するレポートを生成する統合された加法MESシステムを使用できます。

データを利用して、ラボの管理者は、パフォーマンスの低い機器などのボトルネックを特定し、効率を維持するための予防的な措置を講じることができます。 AMラボのパフォーマンスに関するデータにより、マネージャーは、機械パラメーターの最適化や特定のタスクへのオペレーターの割り当てなど、生産性を向上させるための重要なビジネス上の意思決定を行うことができます。

5。柔軟かつ必要なときに部品を製造する

3D印刷によって解き放たれる最大の機会の1つは、部品やツールをオンデマンドで柔軟な量で製造することです。

ただし、このプロセスを効率的かつ再現可能にするために、メーカーは、AMファイルと生産データの完全なデータベースを必要とします。これにより、部品やツールをオンデマンドで検索、注文、生産できるようになります。

このようなデータベースを維持するための適切なシステムがないため、オンデマンド3D印刷のメリットが失われます。たとえば、3D印刷ファイルをフォルダに保存したり、電子メールで送信したりすると、重複したファイルや古いファイルが共有される可能性があります。

さらに、3D印刷データの最適化されていないストレージは、製造における敏捷性をサポートできません。 AMラボの管理者が正しいバージョンのファイルを見つけ、本番要件を再確認し、その後になって初めて本番環境に送信するのは、非常に時間がかかる場合があります。

オンデマンド生産へのより良いアプローチは、CADモデルの最新バージョンとその生産要件を保存する部品のデジタルカタログを確立することです。

単一のファイルストレージシステムにより、設計ファイルと、必要なプロセスや材料など、部品に関するすべての必要な情報を簡単に見つけることができます。

仮想部品インベントリの追加の利点は、ERPやMESなどの他のソフトウェアアプリケーションに接続できることです。

仮想在庫と生産管理ソフトウェアをデジタルでリンクすることには、2つの基本的な利点があります。まず、AMユーザーはボタンをクリックするだけで部品を注文できます。そして第2に、AMの生産計画担当者は、注文について即座に通知を受け、面倒な前後のプロセスなしで部品の生産をスケジュールすることができます。

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デジタル化による自動車AMの成長の促進

アディティブマニュファクチャリングは、自動車メーカーとサプライヤーが変化と革新に迅速に適応できるようにするのに役立ちます。ただし、AMの可能性を十分に活用するには、テクノロジーの採用者は3D印刷の効率とスケーラビリティを確保する必要があります。

AMの成長をサポートするために、先進的な自動車メーカーは重要なワークフロープロセスのデジタル化に目を向けています。デジタル化には、合理化された注文と生産スケジューリング、統合されたサプライチェーン、オンデマンドの積層造形用の仮想在庫など、AM運用管理に提供する多くの利点があります。

ただし、デジタル化を最大限に活用するには、AM操作のさまざまな部分を接続して完全な可視性とトレーサビリティを実現できる一元化されたプラットフォームに基づく必要があります。

このようなプラットフォームは、加法MESにあります。自動車会社が3D印刷の助けを借りて製品開発を加速し、最適化された自動車部品を導入するにつれて、MESのようなデジタルソリューションは、より効率的にそれを行うのを助け、より良い意思決定、プロセス最適化、およびスケーラブルな成長の機会を開きます。

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