Jan Tremel氏インタビュー：BoschがパワートレインCoCで3Dプリンティングをどう活用するか

ドイツの多国籍エンジニアリング・テクノロジー企業Boschは、自動車コンポーネント、産業技術、消費財、エネルギー、ビルソリューションでグローバルリーダーです。

Boschは全事業部門で積層造形（AM）を採用し、プロトタイピング加速とオンデマンド・柔軟な生産を可能にし、市場投入までの時間短縮とサプライチェーン効率化を実現しています。同社は専用の3DプリンティングCenter of Competence（CoC）を維持し、全製品ラインのイノベーションを推進しています。

今日は、Powertrain Solutionsユニット内CoC責任者のJan Tremel氏に、AMがどう価値を提供するか、社内導入の課題、自動車セクターにおける3Dプリンティングの未来について伺います。

あなたのバックグラウンドとAMへの関わりについて教えてください

2006〜2007年、RepRapムーブメントの台頭期に最初に関わりました。技術に魅了され、大学で初の3Dプリンターを自作。Bosch入社時、小型社内3Dプリンターを持つインパクトを想像し、一連の提案へとつながり、最終的にCoC設立へ至りました。Boschは、次世代燃焼エンジンコンポーネント開発にプラスチックと金属両方のAM統合が不可欠と認識しました。

私はPowertrain Solutionsユニットに所属し、これはBosch年間売上のほぼ四分の一、従業員の約四分の一を占めます。この役割では、高圧ガソリン・ディーゼルポンプ、インジェクター、油圧システムなど、技術が真の性能向上をもたらすハイインパクトプロジェクトへの3Dプリンティング導入に注力しています。

現在3DプリンティングCenter of Competenceを率いています。そこでの取り組みと技術適用について教えてください

3DプリンティングCenter of Competence責任者として、ビルディングテクノロジー、コンシューマーグッズ、産業技術、自動車パワートレインソリューションの4大事業分野にわたるポートフォリオを統括。各分野にはAMを製品ポートフォリオに統合する専任チームがあります。

Powertrain Solutionsでは、私の時間の約50%を製品エンジニアリングに費やしています。R&Dと密接に協力し、3Dプリントコンポーネントを新製品コンセプトに組み込み、積層造形が提供する設計自由度を活用。また、製造プラントと提携し、ライン作業員が日常業務でAMを採用できるよう訓練・支援しています。

例えば、生産ラインを継続稼働させる任務を持つメンテナンスクルーが、壊れたロボットグリッパーを迅速に交換する必要がある場合。標準材料とシンプルな3Dプリンターで機能的交換品を製造できることを示すワークショップを主催し、ダウンタイムを排除しています。

コスト削減機会もターゲットにしています。既存部品を最適化された3Dプリント設計で置き換えることで、サイクルタイム短縮、廃棄物削減、内部コスト削減が可能です。特に迅速な反復が重要なテストデバイスで効果的です。

3Dプリンティングは自動車業界にどんな価値をもたらしますか？

AMは、機械加工、射出成形、コーティングにすでに依存する、非常に成熟した自動車製造エコシステムのツールキットを拡張します。従来プロセスは大量生産に優れますが、反復にはコストと時間がかかります。AMは設計からプロトタイプまでのサイクルを数ヶ月から数週間へ短縮する、迅速で低コストの代替案を提供します。

通常金型ツールに12〜14週間かかる複雑なプラスチック部品を例にとると、3Dプリンティングなら同じ部品を2〜4週間で製造可能。最終形状確定前に最大3回の設計反復が可能です。この機敏さは、より速い市場投入と製品品質向上に直結します。

量産では、AMは今日主に低ボリューム・高度カスタマイズ用途（高級車やスポーツカー）でニッチな役割を果たすでしょう。しかし、造形速度と材料性能が向上するにつれ、数百個から数千個/ロットへの段階的シフトが予想されます。

AMが量産へ移行するために克服すべき課題はまだありますか？

自動車でのAM大量生産スケーリングにはいくつかの障壁が残っています。第一に、材料の可用性と性能が重要です。高圧コンポーネントやエンジン隣接部品に必要な高強度鋼、ガラス繊維充填ポリアミドは、AM材料ではまだ完全には対応できていません。層ごとの堆積で生み出される微細構造は従来切削部品とは異なり、機械的特性と公差に影響します。

第二に、寸法精度と再現性の改善が必要です。コネクタの小穴など厳しい公差は現在のプリンターにとって課題。異なるマシンとバッチ間の一貫性はまだ進行中です。

第三に、多くのAMプロセスに手作業の後処理ステップ（金属ビルドの粉末除去など）が含まれ、コストと複雑さを増します。自動化は進んでいますが、これらの活動は依然として労働集約的です。

生産性は重要なドライバーで、自動車セクターは高スループットと低単価を要求します。

今後5年間で自動車業界におけるAMはどう進化すると見ていますか？

航空宇宙や医療機器とは異なり、自動車コンポーネントは通常ライフサイクルが短く、コスト制約が厳しいです。したがって、AMは引き続き主にラピッドプロトタイプと製品開発アクセラレーターとして機能するでしょう。積層造形によるフルスケール量産は、まだ数年先になる可能性が高いです。

カスタマイズ内装トリム、軽量工具、低ボリューム車両用部品など、特殊用途での段階的採用を予想。一方で従来プロセスが大量生産コンポーネントで主流であり続けます。

3Dプリンティングの価値を人々に納得させるのは難しいですか？ それとも皆が技術採用に非常に受容的だと感じますか？

最初は「伝道師」的アプローチで、3Dプリンティングの変革ポテンシャルを訴えました。今日、焦点は具体的なメリットを実証するデータ駆動プロジェクトへシフトしています。すべてがプリント可能だと主張せず、各ユースケースを批判的に評価します。

家庭用プリンターの普及も参入障壁を下げました。多くの従業員が今や3Dプリンティングの実地経験を持ち、技術をより身近に感じ、直接業務に適用できるようになっています。

業界内で注目しているトレンドはありますか？

実証済みソリューションを提供するスタートアップと、先進AMプロセスに投資する大手メーカーに期待しています。市場は成熟しています：フィラメントには完全な技術仕様（機械データ、安全情報、適格性証明書）が付属するようになり、技術がより信頼性が高く、エンジニアリングワークフローへの統合が容易になっています。

2024年、パワートレインソリューション事業部におけるAMの展望は？

来年はコスト削減とプロセス最適化を戦略的に優先します。Powertrain Solutions全体で3Dプリンティングの可用性を拡大し、チームに小〜中ボリューム生産と複雑部品のより迅速なプロトタイピングへのAM活用の柔軟性を提供する計画です。