フォードが牽引する3Dプリント革新：積層造形リーダー、ハロルド・シアーズ氏の洞察

自動車生産の未来はどうなるのか？フォード・モーター・カンパニーがその答えを握っているかもしれません。

2018年夏、フォードはミシガン州に最先端の先進製造センターを開設しました。135,000平方フィート、4,500万ドルのこの施設は、協働ロボット、VR、AR、そして堅牢な3Dプリントエコシステムを結集し、23台の産業用3Dプリンターを収容。これらはすでに製品開発を形作り、生産ラインへの統合を探求しています。

ハロルド・シアーズ氏が語る積層造形の進化

業界25年のキャリアを持つフォード積層造形技術テクニカルリーダー、ハロルド・シアーズ氏が、分野が単純なコンセプトモデルから高性能生産部品へどう移行したかを説明します。

• 初期の3Dプリントは視覚プロトタイプに限定されていた。
• 耐久性材料の進歩により機能プロトタイプが可能になった。
• 今日、AMはプロトタイプ、治工具、さらには完成車両コンポーネントに使用されている。

過去5年間でAMの機能的役割は最初の10年を遥かに超えて加速し、日常のエンジニアリングと製造に不可欠なものとなった。

フォードの現在のAM戦略と価値

フォードは年間数万個の3Dプリント部品をプロトタイプ開発用に生産しています。現在、AMを製造現場へ拡大中で、以下に焦点を当てています：

• セットアップ時間を短縮する効率的な治工具・固定具。
• 生産用途向けに設計された自動車固有部品。
• 自動車要件を満たす材料とビルドエンベロープを開発するサプライヤーとの協業。

航空宇宙や医療セクターとは異なり、自動車には独自の材料とより大きなビルドボリュームが必要です。フォードはこれらの分野で業界をリードすることを目指しています。

自動車向けAMの主要要件

• 耐UV性： 材料は継続的なUV曝露に耐えなければならない。
• 耐温度性： パーツは大きな熱変動に耐えなければならない。
• ビルドエンベロープ： 大型パーツには拡張ビルドボリュームを持つ機械が必要。
• スループット： 生産ボリュームでは、時間単位ではなく分・秒単位での部品生産が要求される。

将来ボリューム予測

5年前は数千個だったAM生産能力が、現在では数万個に達しています。3〜5年以内に、フォードは月産40万〜50万個の生産能力を予測しており、高量産自動車製造への大きな飛躍となります。

製品開発における成功事例

フォードのAMプログラムはプロトタイプサイクルを劇的に加速させました：

• エンジニアが複数設計バリエーションを同時プリントでき、並行テストが可能。
• 迅速な反復により金型コスト削減と市場投入期間短縮。
• AMで作成された人間工学的治工具がオペレーター快適性と製品品質を向上。
• 初期AM統合プロジェクトで200万ドル以上の節約を予測。

今後5年：ポリマー、金属、そしてその先へ

金属AMが依然として注目されていますが、ポリマーとプラスチック技術も牽引力を増しています。フォードは両分野を継続探求し、それぞれの強みと限界をバランスさせます。重点分野は：

• 積層造形向け設計（DfAM）のためのソフトウェアツール改善。
• 直感的使用に向けたジェネレーティブ・トポロジー最適化ソフトウェアの強化。
• AM中心の設計原則で考える人材育成。

ハードウェア、ソフトウェア、トレーニングが共に進化しなければ、AMの真の潜在能力は解き放たれない。

先進製造センター：ビジョンと協業

センターは、フォードがティア1サプライヤーと3Dプリントベンダーと協業するコラボレーションハブとして機能します。特徴には：

• 新機種のコンサインメントテスト用フレキシブルフロアスペース。
• 材料・プロセス開発のための実地フィードバックループ。
• パートナーとの自動車特化部品の共創。

2019年以降、フォードにとっての次のステップ

フォードの先進製造センターへの投資は以下へ繋がります：

• 次期車両への3Dプリントコンポーネント生産。
• 製造合理化、開発加速、品質向上を実現する新アプリケーション。
• AMの日常業務への更なる統合、例外から標準プラクティスへの移行。