専門家インタビュー：ボッシュがその能力の中心で3D印刷をどのように使用しているかについてのJan Tremel

ドイツの多国籍エンジニアリングおよびテクノロジー企業であるボッシュは、おそらく自動車部品の世界最大のサプライヤーであり、産業技術、消費財、さらにはエネルギーおよび建築技術の重要なサプライヤーです。

したがって、同社が積層造形（AM）にも深く関わっていることは当然のことです。このテクノロジーは、プロトタイピングに使用すると新製品の市場投入までの時間を短縮し、生産に使用すると、特定のコンポーネントをより高速かつオンデマンドで印刷することにより、サプライチェーンに柔軟性と敏捷性をもたらすことができます。

ボッシュは、会社のすべての部門でAMを使用しており、3D印刷に専念する能力の中心も持っています。

ボッシュがビジネス全体に3D印刷を適用する方法について詳しく知るために、本日、Powertrain Solutionsユニットに所属する3D印刷能力センター（CoC）の責任者であるJanTremelが加わりました。 。

Janとともに、AMがBoschにもたらすメリット、社内で3D印刷を採用する際の課題、自動車業界における3D印刷の現状と将来について説明します。

あなたの経歴と、AMに関わった経緯について教えてください。

私が最初に関与したのは2006年から2007年の間に、RepRapムーブメントが勢いを増し始めた時期でした。

私はこのテクノロジーに魅了され、大学で最初の3Dプリンターを自分で作成しました。

ボッシュでは、小型の3Dプリンターにアクセスできればどれだけ簡単になるかを考えました。このアイデアは私にいくつかの提案をするように促し、それが最終的に能力の中心を作ることにつながりました。

この時点で、ボッシュは、プラスチックと金属の両方でこのテクノロジーを統合して、市場に提供する内燃エンジン部品の継続的な開発に使用できるようにする必要があることを認識しました。 。

私は現在、PowertrainSolutionsビジネスユニットに所属しています。ボッシュの年間総収益の約4分の1をもたらし、ボッシュの全従業員の約4分の1が組み込まれています。ここでは、ガソリンやディーゼル用の高圧ポンプ、インジェクター、その他の油圧システムなど、深刻なプロジェクトで3D印刷を実装しようとしています。

あなたは現在、3Dプリントの能力センターを率いています。そこで行っている作業と、テクノロジーをどのように適用しているかについて教えてください。

ボッシュには、いくつかの能力センターがあります。

概要を説明するために、ボッシュでは4つの主要な支店に分かれています。これは、セキュリティカメラ、大型アリーナ用のマイクなど、技術を構築するための1つのブランチがあることを意味します。

別のユニットは、オーブンから洗濯機までの消費財を担当します。

次に、重工業向けの特殊機械を専門とする産業技術ユニットがあります。

最後に、私のユニットは自動車分野であるPowertrainSolutionsです。私が説明したすべてのユニットには、製品ラインへのAMの実装を担当する独自のチームがあります。

私のユニットでは、私の仕事の50％が新製品のエンジニアリングに費やされています。これは、新製品で3D印刷されたコンポーネントを使用して、製品開発部門の同僚をサポートすることを意味します。

これには、3D印刷で可能になった設計の複雑さから恩恵を受ける革新的な新しいアプリケーションを作成する必要があります。

一方で、私はすべての製造工場とも協力しています。つまり、私は、組立ラインや製造現場で直接作業する人々が日常業務でAMを使用できるようにする、または教育することを意味します。

1つの例を挙げましょう。メンテナンスチームには、生産ラインを終日稼働させ続けるタスクがあります。また、たとえば、壊れた部品を交換してダウンタイムを防ぐためにロボットに取り付けることができるグリッパーの交換が必要です。

そこで、標準的な材料で何ができるかを示すために、彼らと一緒にワークショップを開催しています。シンプルな3Dプリンターで、機器の交換部品を作成できます。

さらに、コスト削減のシナリオを積極的にターゲットにしています。たとえば、既存の設計を3D印刷された部品に置き換えて、社内でコストを節約することができます。たとえば、改善できるテストデバイスがたくさんあります。 3D印刷を使用すると、ステーション自体のサイクルタイムを改善できるため、ライン全体のパフォーマンスを向上させることができます。これにより、コストを抑え、無駄を減らすことができます。

3D印刷は、自動車業界にどのような価値をもたらしますか？

AMは、すでに確立されているプロセスポートフォリオに別の便利なプロセスを追加します。自動車では、フライス盤や旋削などのプロセスを使用して、部品のコーティングやプラスチック射出成形を行うことができます。これらのプロセスはすべてよく理解されています。

ただし、設計の柔軟性と反復機能に関しては、これらすべてのプロセスに一定の制限があります。

自動車業界では、生産サイクルが短くなっています。これは、部品と設計を非常に迅速にテストしたいことを意味します。この点で、標準的なプロセスは非常に費用がかかり、非常に長い時間がかかる可能性があります。

例を挙げましょう。複雑なプラスチック部品の成形工具が必要な場合、製造には最大12〜14週間、またはそれ以上かかる可能性があります。また、AMを使用すると、同じ結果をはるかに短い時間で、おそらく2〜4週間で生成できます。

これは、3D印刷では、パーツを少なくとも3回繰り返すことができるのに対し、射出成形では、コンポーネントを改善するために使用できるのは1回だけであることを意味します。このように、AMは、コンポーネントを改善することを可能にするはるかに短い反復サイクルを可能にします。

これは、3Dプリントが役立つ領域の1つにすぎません。

量産に関しては、AMが現在よりもはるかに多くの車のカスタマイズに使用されることを期待しています。シートやステアリングホイールなどの大量生産されたコンポーネントを3Dプリントすることはあまり意味がありません。

しかし、今日の高級車やスポーツカーのように生産量が少ない場合、AMを使用すると、従来の技術を使用して製造する場合よりも経済的に特殊部品を製造できます。 。

これは、まず、非常に高級な車種で、生産される部品のセットが非常に限られていることからわかります。

AMプロセスがより速く、より良くなるにつれて、AMの生産量は最終的に数百から数千に拡大するでしょう。

AMが連続生産への移行を加速するために、まだ克服しなければならない課題はありますか？

多くの障壁があります。

1つは重要な制限です。自動車用途に適した金属とプラスチックの両方の材料が得られるまでには、業界にはまだ長い道のりがあります。たとえば、一部のコンポーネントには、非常に高い圧力に耐えることができる高品質の鋼が必要です。

さらに、現代の自動車を見ると、ガラス繊維で作られたコンポーネントがたくさんあります。プラスチック材料。現在市場に出回っていないか、従来のプロセスで使用されている材料よりもはるかに高価です。

たとえば、燃焼モーターの近くにプラスチック部品があります。この部品には非常に高温の要件があり、通常はガラス繊維が充填されたポリアミドで作られています。 AM材料は、この部品を今日の従来のプラスチックで見られるのと同じ方法および同じ特性で作ることはできません。

機械加工された材料と付加的に製造された材料は、材料を層ごとに溶かすと、標準的な材料で慣れているものとは異なる内部微細構造が作成されるため、まったく異なる特性を持ちます。

もう1つの障壁は、精度と再現性の欠如です。 AMシステムには、さまざまなプリンタで同じ部品を毎回正確な寸法で印刷できるようにするための改善がまだ行われています。

コネクタやその他のコンポーネントを見ると、非常に小さな穴と非常に厳しい公差がある場合、これは3Dプリンターが作成する際の課題でもあります。

最後に、AMには多くの手動プロセスがあります。確かに、業界はより多くの自動化を導入しようとしていますが、金属3D印刷での粉末除去など、まだ多くの手動プロセスがあり、この技術は非常にコストがかかります。

AMの採用に関しては、生産性は自動車業界にとって重要な要素です。

今後5年間でAMは自動車業界でどのように進化していくと思いますか？

自動車産業は、製品の寿命が通常長い医療または航空宇宙セクターとは異なるアプリケーションへのアプローチを採用しています。飛行機の場合は20年以上。

自動車生産の価格も低く、非常に厳密な価格計算が必要です。これは、AMが明確な費用便益がある場合にのみ使用されることを意味します。

AMは、今後数年間で深刻な自動車部品に使用されると言うのは非常に慎重です。それは間違いなく製品開発の促進剤として機能し続けるでしょう。

自動車産業で大量生産に使用される積層造形が見られるようになるまでには、まだ長い時間がかかります。

3D印刷の価値を人々に納得させるのは難しいですか、それとも人々がテクノロジーの採用を非常に受け入れていると思いますか？

それは非常に異なります。私たちが始めたとき、私たちは3D印刷が世界で最も優れたもののひとつであることを皆に納得させるために、かなりの宣教師のアプローチを取りました。

今日、私たちは生産に本当に違いをもたらすプロジェクトに焦点を当てています。付加的に実行できるすべてのことをこのテクノロジーで実行する必要はありません。私たちは、3Dプリントの恩恵を受ける可能性のあるアプリケーションを非常に綿密に検討しています。

私が入社してから4年間で、すでに多くの人が自宅にプリンターを持っているのを見てきました。そこで私たちは、私生活だけでなく、仕事でも3Dプリンターを使用して、新しいことを行えるようにする機会を提供します。

業界内でワクワクしているトレンドはありますか？

それは興味深い質問です。

私は彼らの約束を本当に果たすことができる新興企業に非常に興味があります。明確に開発されていないプロセスを中心にビジネスモデルを作成しようとする多くの新興企業を見てきました。

しかし、私は実際に機能する新しいプロセスに魅了されています。プラスチックと金属の分野では、AMに真剣に取り組んでいる大手メーカーからの興味深い開発がたくさん見られます。

以前は、パーツを手にした人は喜んでいましたが、3Dプリントされたと言えます。今日、人々はすべての技術的な詳細にもっと関心を持っているので、印刷された素材の特性が満たされています。

私も気に入っているのは、市場がより専門的になっていることです。これは、フィラメントの場合でも、機械的引張応力だけでなく、安全データシートを含む適格な技術データを取得できることを意味します。これにより、3Dプリントを日常業務ではるかに簡単に使用できるようになります。

AMに関して、2020年はボッシュのPowertrain Solutionsビジネスユニットに何をもたらしますか？

今後12か月は、コスト削減と社内での製造プロセスの改善に明確に焦点を当てます。

PowertrainSolutionsでの3D印刷の可用性の向上を推進します。これは、私たちの人々が小シリーズから中シリーズの生産にAMを使用する可能性が増えることを意味します。