Tesla Giga Nevada、Fuse X1で大型パーツ生産を24時間未満に短縮

「テスラでは野心的な期限を設定し、常にそれを超えてきました。高速3Dプリントのターンアラウンドは、従来製造に対する重要なアドバンテージです」と語るのは、Tesla Giga Nevadaのアディティブ・マニュファクチャリング部門エンジニアリングテクニシャン、コディ・ジェプセン氏。

テスラのアディティブ・マニュファクチャリングチームはネバダ、カリフォルニア、テキサスに拠点を持ち、ネバダ工場だけで週1万〜3万パーツを生産。スピードは単なる目標ではなく要件です。すべてのパーツが24時間以内に納品されなければならず、プリンターは高速で、切り替えは短時間で、稼働率は最大化される必要があります。

従来、ジェプセン氏は大型SLSプリンターを垂直方向の半分の容量——約230mm——でしか稼働できませんでした。そうしないと各ビルドが24時間ウィンドウに収まらなかったためです。この回避策のせいで、大型パーツを分割し、カスタムダブテイルジョイントを設計し、接着、研磨、組立という労働集約的な後処理が必要でした。

そこにFuse X1が登場。ビルドエンベロープ330×330×565mmで、従来SLS機の実効高さの2倍以上を確保しながら、ほとんどのビルドを24時間以内で完了。ジェプセン氏は今、大型コンポーネントを1ピースで造形でき、従来必要だった追加CAD、組立、仕上げステップ——数時間の作業——を排除できます。

「フルZ高さを24〜26時間ウィンドウで使えるようになったことで、ワークフローが解放され、スループットが劇的に向上しました」とジェプセン氏。大型ビルドボリュームにより、1ジョブでより多くのパーツを収められ、バックログ縮小と高コストな外部委託の削減にもつながります。

一例がリワークジグ。従来は分割、ダブテイルジョイント、20〜25分の手作業後処理が必要でした。Fuse X1ならジグを一体造形、脱粉、ブラスト仕上げ——自動化されたフィニッシュで、ジグ1つあたり約1時間の手作業を削減。

同様に、複数ウィンドウを1パレットで固定するウィンドウダンネージラックは、従来2ピースに分割し、8ラック生産に4回の別ビルドが必要でした。Fuse X1なら8ラックを単一の24時間ビルドで造形可能。スループット2倍、接着作業ゼロを実現。

従来SLSプリンターは長時間の冷却も課題でした。X1のモジュール式ビルドユニットは統合断熱材を備え、パーツを最適熱環境に保ちながら、前ビルドが完全冷却する前に次のジョブを開始できます。

ジェプセン氏の部門では、非傷付けシムのような大量・低コストパーツも生産。従来は専用ビルドでコスト高と射出成形移行の判断遅延を招いていましたが、X1の適応熱制御でシムを大型パーツ周りに詰め込み、ビルド密度を最大化。単価を競争力ある水準に保ち、射出成形移行が不要になる可能性さえあります。

X1以外にも、Tesla Gigaのアディティブ・マニュファクチャリングショップではFormlabs SLAプリンター——Form 4とForm 4L——を多様な特殊レジン（耐熱Rigid 10K、ESD、Toughファミリー等）で稼働。Form 4の速度で即日納品が可能で、材料切り替えの容易さがエンジニアの高速イテレーションを支えます。

週1万〜3万パーツの規模では、機械稼働率がクリティカル。ジェプセン氏はFormlabsのカスタマーサポートを産業用3Dプリントのゴールドスタンダードと評し、即日部品交換発送でダウンタイムを最小化していると語ります。

プリンターが速くなれば、拡張ニーズは減る、とジェプセン氏。「1台のX1で、従来の大型SLSシステム2〜3台分と同量のパーツを生産できています。」X1の設置面積はわずか12.5平方フィート（1.3㎡）——同じスペースに更多くのユニットを設置でき、新規床面積の必要性をさらに低減します。

総じて、Tesla Gigaのアディティブ・マニュファクチャリングチームは、最新3Dプリント技術が如何に高ボリューム・高速ターンアラウンド生産をスケールし、労働・材料コストを削減できるかを実証しています。

Formlabs 3DプリンターとFuse X1で、信頼性の高い高スループットソリューションをご検討ください。または営業へお問い合わせの上、お見積りをご請求ください。