Divergent3D の自動車シャーシ全体は 3D プリントされており、11 月 13 日から 16 日までドイツのフランクフルトで開催された Formnext 2018 の SLM Solutions ブースで一般公開されました。
積層造形 (AM) に関する実践的な知識をお持ちの方は、おそらく GE の Leap ジェット エンジン プラットフォーム用の 3D プリンティング ノズルに精通しているでしょう。これは、実際に実際の生産環境で動作している AM の最初のよく知られた事例だったため、ビジネス マスコミは 2012 年からこの話を取り上げてきました。
一体型燃料ノズルは、これまで 20 部品から成っていたアセンブリを置き換えます。また、ジェット エンジン内で華氏 2,400 度もの高温にさらされるため、堅牢な設計にする必要がありました。この部品は 2016 年に飛行認証を取得しました。
現在、GE アビエーションは、Leap エンジンに 16,000 以上の契約を結んでいると伝えられています。強い需要のため、同社は、2018 年の秋に 30,000 個目の 3D プリント燃料ノズルを印刷したと報告しました。GE アビエーションはアラバマ州オーバーンでこれらの部品を製造しており、そこで部品製造用に 40 台以上の金属 3D プリンタを稼働しています。GE アビエーションの報告によると、各 Leap エンジンには 19 個の 3D プリント燃料ノズルが搭載されています。
GE関係者は燃料ノズルについて話すのにうんざりしているかもしれないが、それが同社のAM成功への道を切り開いた。実際、すべての新しいエンジン設計会議は、実際には積層造形を製品開発の取り組みに組み込む方法についての議論から始まる。たとえば、現在認証を受けている新しいGE 9Xエンジンには28個の燃料ノズルと3Dプリントされた燃焼ミキサーが搭載されている。別の例では、GEアビエーションはターボプロップエンジンを再設計しているが、これは約50年間ほぼ同じ設計であり、12個のノズルが搭載される予定である。 3D プリントされた部品により、エンジンの重量が 5% 削減されます。
GE Aviationの積層造形チームの責任者、エリック・ガトリン氏は、ドイツのフランクフルトで開催されたFormnext 2018の同社ブースに集まった観衆に向かって、「私たちがここ数年やってきたことは、本当に大型の積層造形部品の作り方を学んでいる」と語った。、11月初旬。
ガトリン氏は続けて、AMの導入をGEアビエーションにとっての「パラダイムシフト」と呼んだ。しかし、彼の会社だけではない。フォームネクストの出展者は、今年のショーにはこれまでよりも多くのメーカー（OEMとティア1）が参加したと指摘した。（見本市関係者の報告によると、イベントには26,919人が参加し、2017年のフォームネクストから25パーセント増加した）。製造現場、自動車会社、運送会社 このテクノロジーは、新しい方法で、より真剣な方法で見られています。
Formnextの記者会見で、Ultimaker上級副社長のポール・ハイデン氏は、フォード社がドイツのケルン工場で同社の3Dプリンタを使用してフォード・フォーカス用の生産ツールを作成した方法の詳細を共有し、外部サプライヤーから同じツールを購入する場合と比較して、同社は印刷ツール1つあたり約1,000ユーロを節約したと述べた。
製造エンジニアがツールの必要性に直面した場合、設計を 3D CAD モデリング ソフトウェアにロードし、設計を磨き上げ、プリンタに送信し、数時間以内に印刷することができます。より多くの材料タイプを組み込むなどのソフトウェアの進歩により、設計ツールが簡単になり、「訓練を受けていない人」でもソフトウェアを使用できるようになったとハイデン氏は述べています。
ハイデン氏は、フォードが3Dプリントされたツールや治具の有用性を実証できたことで、同社の次のステップはスペア部品の在庫問題に対処することだと述べた。数百の部品を保管する代わりに、3Dプリンタを使用して注文に応じてプリントすることになる。そこからフォードはこの技術が部品の生産にどのような影響を与えることができるかが分かると期待されている。
他の自動車会社はすでに想像力豊かな方法で 3D プリント ツールを導入しています。Ultimaker は、フォルクスワーゲンがポルトガルのパルメラにある工場で使用しているツールの例を提供しています。
Ultimaker 3D プリンターで製造されたこのツールは、ポルトガルのフォルクスワーゲン組立工場でホイールを配置する際にボルトの配置をガイドするために使用されています。
自動車製造の再定義に関しては、もっと大きなことを考えている人もいます。Divergent3D の Kevin Czinger もその 1 人です。
Czinger 氏は、自動車の製造方法を再考したいと考えています。彼は、高度なコンピュータ モデリングと AM を使用して、従来のフレームよりも軽量で、部品数が少なく、より高いパフォーマンスを提供し、製造コストが低いシャーシを作成する新しいアプローチを作成したいと考えています。Divergent3D は、Formnext の SLM Solutions Group AG ブースで 3D プリントされたシャーシを展示しました。
SLM 500 マシンで印刷されたシャーシは、印刷後にすべて結合する自己固定ノードで構成されています。Divergent3D 関係者は、シャーシの設計と組み立てに対するこのアプローチにより、工具コストの削減と部品の 75% 削減で 2 億 5,000 万ドルを節約できる可能性があると述べています。
同社は、将来的にこのタイプの製造ユニットを自動車メーカーに販売したいと考えています。Divergent3D と SLM は、この目標を達成するために緊密な戦略的パートナーシップを構築しました。
Senior Flexonics は一般によく知られている会社ではありませんが、自動車、ディーゼル、医療、石油・ガス、発電業界の企業に部品を供給する大手サプライヤーです。同社の代表者は昨年、3D プリンティングの可能性について話し合うために GKN Powder Metallurgy と会い、両社は Formnext 2018 で成功事例を共有しました。
AM を活用するために再設計されたコンポーネントは、オンハイウェイとオフハイウェイの両方の商用トラック用途向けの排気ガス再循環クーラーの吸気バルブと排気バルブです。Advanced Flexonics は、実世界のテストとおそらく量産に耐えられるプロトタイプを作成するためのより効率的な方法があるかどうかを確認することに興味を持っています。自動車および産業用途の部品製造に関する長年の知識を持つ GKN は、金属部品の機能的多孔性について深い理解を持っています。
後者が重要なのは、多くのエンジニアが、特定の産業車両用途の部品には 99% の密度が必要であると信じているためです。EOS の CEO、エイドリアン ケプラー氏によれば、これらの用途の多くではそうではありません。機械技術プロバイダーおよびパートナーはそれを証明しています。
EOS ステンレススチール 316L VPro 材料で作られた部品を開発およびテストした結果、シニア フレクソニクスは、積層造形部品が性能目標を満たし、鋳造部品よりも速く製造できることを発見しました。たとえば、ポータルは鋳造プロセスと比較して 70% の時間で 3D プリントできます。記者会見では、プロジェクトに関係するすべての関係者が、これが将来のシリーズ生産に大きな可能性を秘めていることを認めました。
「部品がどのように作られるかを再考する必要があります。」とケプラー氏は言いました。「製造を違った視点で見なければなりません。これらは鋳造品や鍛造品ではありません。」
AM 業界の多くの人にとって、このテクノロジーが大量生産環境で広く採用されることは聖杯です。多くの人の目には、これは完全に受け入れられたことを意味します。
AM テクノロジーは、商用トラック用途の排気ガス再循環クーラー用の入口および出口バルブの製造に使用されています。これらのプロトタイプ部品のメーカーであるシニア フレクソニックスは、社内で 3D プリンティングの他の用途を検討しています。
これを念頭に置いて、材料、ソフトウェア、および機械の開発者は、これを可能にする製品を提供するために懸命に取り組んでいます。材料メーカーは、再現可能な方法で性能の期待に応えることができる粉末やプラスチックの作成に努めています。ソフトウェア開発者は、シミュレーションをより現実的にするために材料データベースを拡張しようとしています。機械製造者は、より多くの部品を一度に収容できるように、より高速に動作し、生産範囲が広いセルを設計しています。作業はまだ行われるべきですが、現実世界の製造における積層造形の将来については多くの興奮があります。
「私はこの業界に 20 年間従事していますが、その間、『このテクノロジーが本番環境に導入されようとしている』という話を聞き続けていました。それで私たちは待ち続けました」とULのアディティブ・マニュファクチャリング・コンピテンシー・センターのディレクターは語った。アディティブ・マニュファクチャリング・ユーザー・グループのマネージャー兼会長であるポール・ベイツ氏は次のように述べています。
Dan Davis は、業界最大の発行部数を誇る金属製造およびフォーミング雑誌である The FABRICATOR と、その姉妹誌である STAMPING Journal、Tube & Pipe Journal、および The Welder の編集長です。彼は 2002 年 4 月からこれらの出版物に携わっています。
アディティブ レポートは、現実世界の製造における積層造形テクノロジーの使用に焦点を当てています。今日の製造業者は 3D プリンティングを使用してツールや治具を作成しており、一部の製造業者は大量生産作業に AM を使用しています。ここでは、そのストーリーを紹介します。