電気自動車生産における付加製造のアプリケーション

電気自動車（EV）の普及は、内燃機関とニッケル水素電池を組み合わせたハイブリッド車であるトヨタのプリウスから始まりました。プリウスの登場以降、多くのハイブリッド車やバッテリー式電気自動車 (BEV) が市場に参入し、電気自動車の採用は年々増加しています。 2020 年には 310 万台の EV が販売され、2021 年 11 月だけで 721,000 台以上のプラグイン車が販売され、月間販売記録を打ち立て、EV への関心が高まっていることを示しています — そしてその傾向が鈍る兆候はありません.

ゼネラル モーターズは、内燃機関 (ICE) 車とも呼ばれるガソリン車を段階的に廃止する計画を立てており、2035 年までに自社の車両全体をゼロ エミッション車で構成することを約束しています。 EVは合計645,000台を超え、2030年に販売されるすべての新車の半分を電気にすることを目標とした大統領令を発行しました.さらに、Bloomberg Markets は、2040 年までに世界の自動車販売の 3 分の 2 以上が電気自動車になると予測し、Edison Electric は、EV 販売が 2030 年までに年間 350 万台を超えると予測しています。

自動車産業の未来が電気であることは明らかであり、今こそ企業が EV の開発を開始するときです。自動車生産市場に遅れずについていくことは難しい場合がありますが、アディティブ マニュファクチャリングを使用することでプロセスが簡素化され、自動車の相手先商標製造会社 (OEM) は、ますます電動化が進む世界に参入する際に成功することができます。

従来の製造方法と比較して、アディティブ マニュファクチャリングは、部品の軽量化とカスタマイズの増加を可能にすると同時に、顕著な生産の障害となっているサプライ チェーンの制約を回避します。生産量が比較的少なく、需要が高まっているが不確実なため、EV メーカーとサプライヤーは、積層造形が提供する柔軟性、スピード、手頃な価格から利益を得ることができます。

電気自動車におけるアディティブ マニュファクチャリングの利点

アディティブ マニュファクチャリングは、EV 業界の人々にいくつかの利点をもたらします。アディティブ マニュファクチャリングを EV 生産サイクルに組み込むことで、次のことが可能になります。

複雑な部品の設計、軽量化、バッテリー寿命の延長

自動車業界は、軽量化が燃料効率の向上を意味するため、さまざまな軽量化オプションを何年にもわたって追求してきました。 EV では、部品が軽いほどバッテリー寿命が長くなるため、メーカーは品質や安全性を犠牲にすることなく車両を軽量化する方法を模索しています。

アディティブ マニュファクチャリングを開始します。 3D プリンティングは、エンジニアが従来の製造技術よりも少ない材料を使用して複雑で有機的なジオメトリを作成できるようにするだけでなく、いくつかの部品を単一のコンポーネントに統合することを可能にし、組み立てがほとんどまたはまったく必要ありません。結果として得られる製品は、多くの場合、取り付け部品や溶接部品よりも軽量であり、多くの用途において、強度に関しては従来の製造部品に匹敵します。複雑な部品を作成する Additive の機能は、バッテリー スペースを最大化する場合にも役立ちます。設計者は、薄い壁のケーシングを複雑で積み重ね可能な形状に加工できるからです。

さまざまな素材を使用して、より優れた熱性能を実現

3D プリントは、互換性のある材料の選択肢が限られているという評判がありますが、利用可能なオプションの数はここ数年で大幅に増加しています。自動車の仕様を満たし、車両の軽量化に貢献できるものも数多くあります。たとえば、一部の材料は、ガラス繊維強化ポリブチレン テレフタレート (PBT) と比較して 20% の重量削減を提供します。既存のオプションでニーズが満たされない場合は、カスタム 3D プリント材料を調合して特定の機械的特性を実現することもできます。

さらに、3D プリンティングと互換性のある多くの材料は、従来の製造材料よりも優れた熱特性を備えているため、EV バッテリーの寿命を延ばすことができます。結局のところ、EV バッテリーは穏やかな温度で保管するのが最適です — 保管には 50°F が最適ですが、充電と運転には 77°F が最適です — しかし、金属部品を使用する場合、これらの温度を維持するのは難しい場合があります。一方、3D プリントされたケースと熱交換器は、エンジニアに、バッテリー温度をより適切に調整するのに役立つより多くの材料オプションを提供します.

少量生産をコスト効率よく生産

射出成形は大量生産には理想的ですが、金型作成のコストがかかるため、少量生産の場合は高価で実用的ではありません。 EV の需要は急速に増加していますが、それでも従来の ICE 車の市場規模には及ばないため、少量生産でのアディティブ マニュファクチャリングの費用対効果により、企業は必要な部品を合理的な部品単価で製造することができます。 .

市場投入までの時間を短縮

アディティブ マニュファクチャリングはツールを必要としないため、製造のタイムラインを短縮できます。射出成形の納期と比較して、アディティブはリードタイムを最大 50% 短縮し、反復プロセスと最終生産をスピードアップします。その結果、企業はアディティブ マニュファクチャリングを使用して車両開発時間を大幅に短縮できます。

乗り物を簡単にカスタマイズ

ツールがないため、設計の更新とカスタマイズ オプションの提供が容易になり、コストが大幅に削減されます。アディティブ マニュファクチャリングを使用すると、顧客は、コストや生産時間を大幅に増加させることなく、バッジからブラケットまですべてを簡単にカスタマイズできます。

サプライ チェーンの制約を回避

従来の製造方法に従うことは、多くの場合、サプライ チェーンの問題、特に最近のグローバル サプライ チェーンの問題に巻き込まれることを意味します。アディティブ マニュファクチャリングにより、企業はこれらの潜在的なボトルネックの多くをスキップできます。企業は、自社またはその製造パートナーが 3D プリンターを持っている場所ならどこでも部品を製造できるからです。従来の生産および出荷チャネルを待つ代わりに、どこからでもオンデマンドで部品を設計および印刷できます。

EV 生産におけるアディティブ マニュファクチャリングの一般的な用途

多くの業界は、その速度と手頃な価格のために、試作にアディティブ マニュファクチャリングを使用していますが、EV 業界も例外ではありません。さらに、企業はアディティブ マニュファクチャリングを使用して、製造およびプロトタイピング プロセスに必要な治具、固定具、およびその他のツールを費用対効果の高い方法で作成しています。

最終用途の部品に関しては、企業は 3D 印刷技術を使用して、バッテリー ボックスから照明ベゼルまであらゆるものを作成しています。エンクロージャー、トリム、クリップ、バッジ、ブラケット、および空気、液体、およびワイヤーのルーティングを 3D プリントできます。一部の企業は、充電ポート、プラグ カバー、HVAC キネマティクス、マウント、およびキャップを印刷しています。

3D プリントは、電気コネクタに関してはますます人気が高まっています。コネクタは小さいことが多く、極度の精度が要求されるため、従来のプラスチック射出成形のコストが増加する可能性があるからです。将来的には、EV バッテリーを大規模に 3D プリントすることさえ可能になるかもしれません。

Fast Radius を使用した EV コンポーネントの製造

アディティブ マニュファクチャリングは、EV メーカーに多くのメリットをもたらし、自動車業界の未来になる可能性があります。ただし、従来の製造技術からアディティブ マニュファクチャリングへの移行は、すべての組織にとって必ずしも容易ではありません。

そこで、経験豊富な製造パートナーと協力することが重要です。Fast Radius は積層造形の専門家です。当社と連携することで、お客様の 3D パーツを製造する準備が整っていることを確認できます。また、当社のオンライン ツールを使用して、設計、材料、製造オプションを検討したり、見積もりを開始したりすることもできます。始める準備はできましたか？アカウントを作成してパーツのデザインをアップロードするか、今すぐお問い合わせください!

3D プリントのコスト、アディティブ マニュファクチャリング プロセスで予想されることなどについて詳しくは、リソース センターをご覧ください。