チームは 3D Spark ソフトウェアのツールを使用して、制作コストに影響を与えるさまざまな要因を分析しました。それらの中には部品に固有のものもあれば、プロセスに固有のものもあります。たとえば、サポートを最小化し、構築可能な表面を最大化するようにパーツの向きを変えます。
これらのツールは、ヒンジにかかる力をシミュレートすることにより、ほとんど影響のない材料を除去できます。これにより、35% の重量減少が生じます。材料が少ないと印刷時間が短縮され、コストがさらに削減されます。
正直に言うと、彼らがやっていることは 3D プリンティングに関わる人にとっては目新しいことではないはずです。合理的な方法でパーツを配置することは理にかなっています。私たちは、3D プリンティングや従来の製造において廃棄物が除去されるのを目にしてきました。最も興味深いのは、この最適化の自動化に役立つツールを使用することです。このソフトウェアの価格がいくらになるかは不明ですし、趣味の 3D プリンティング市場をターゲットにしていないのではないかと推測されます。しかし、何ができるだろうかと考えると、膝の潤滑剤を使用し、利用可能なソフトウェアでモデリングを行うことで、同様の結果が得られるのではないかと考えています。
理論的には、有限要素解析を実行できるツールであれば、除去する材料を決定できるはずです。自動車メーカーが 3D プリンティングを使用していることに気づきました。
「これらのツールは、ヒンジにかかる力をシミュレートすることで、重大な影響を及ぼさない材料を除去できます。私はエンジニアではありませんが、これを読んで有限要素解析について考えました。それから最後から２番目の文であなたに会ったのです。もちろん、自動車メーカーはすでにそうしています。どのように比較するのでしょうか？このモデルは通常使用だけでなく緊急時にも力を発揮しますか?
すべてのエッジ、谷、フィレットには機械時間と工具の磨耗が必要です。追加の工具変更が必要になる場合があり、別の表面で作業する場合は、複数のポケットを作成できる方向に部品を機械加工して再取り付けする必要がある場合があります (適切な工具をすべて使用できる場合)。
もっと自由度の高い機械を使用して部品を最適な角度に回転させることもできると思います...しかし、コストはどれくらいでしょうか?
3D プリントには通常、そのような形状の制限がないため、複雑な部品も単純な部品と同じくらい簡単に作成できます。
一方、従来のサブトラクティブ加工の利点は、材料が等方性になる傾向があり、どの方向でも同等の強度を持ち、内部に平面がないため、焼結不良による接合不良を心配する必要がないことです。良好な粒子構造を得るために圧延機（安価なステップ）を行うことも可能です。
すべての 3D プリント方法には形状の制限があります。SLM の一部でも。ご想像のとおり、SLM の等方性の性質は実際には重要ではありません。毎日使用される機械とプロセスは、非常に一貫した結果をもたらします。
ただし、価格設定自体は別の獣です。航空宇宙産業では、3D プリンティングが真の競争力を持つことは困難です。
航空宇宙産業は、金属 3D プリントのコストが正当化できる数少ない場所の 1 つであると言えます。初期製造コストは航空宇宙製品のコストのほんの一部であり、重量は非常に重要であるため、その用途を見つけるのは簡単です。複合部品の品質保証にかかる非常に高額なコストと比較して、熟練した印刷プロセスと重要な寸法検査は、実質的なコスト削減と新鮮な風をもたらすことができます。
最も明白な例は、今日のロケット エンジンに印刷されているすべてのものです。戻りラインの損失と重量を削減しながら、複雑なパイプライン内の多くの不満足な品質ポイントを排除できます。一部のエンジン ノズルは 3D プリントされていると思います (スーパードラコでしょうか?)。ボーイング旅客機にある種の印刷された金属ブラケットに関するニュースを漠然と覚えています。
海軍の新しいジャマーやその他の新開発などの製品には、3D プリントされたブラケットが多数使用されている場合があります。トポロジー最適化部品の利点は、強度解析が設計プロセスに統合され、疲労解析が設計プロセスに直接リンクされていることです。
ただし、DMLS のようなものが自動車や製造業で本格的に普及するまでには、しばらく時間がかかるでしょう。体重はそれほど重要ではありません。
これがうまく機能するアプリケーションの 1 つは、油圧/空圧マニホールドです。シュリンクラップ用に湾曲したチャネルやキャビティを作成できる機能は非常に便利です。また、認証目的でも 100% ストレス テストを実行する必要があるため、大きな安全係数は必要ありません (ストレスはとにかくかなり高いです)。
問題は、多くの企業が SLM プリンタを持っていることを自慢していますが、その使い方を知っている企業はほとんどないことです。これらのプリンタはラピッド プロトタイピングにのみ使用され、ほとんどの時間はアイドル状態です。これはまだ新しい分野とみなされているため、プリンターは牛乳のように減価償却が進むと予想され、5 年以内に廃棄する必要があります。つまり、実際のコストは非常に低いかもしれませんが、生産の仕事に対して適切な価格を得るのは非常に困難です。
また、印刷の品質は材料の熱伝導率に依存します。つまり、アルミニウムは表面の粗さを生じやすく、それが不快な疲労性能につながる可能性があります (それを目的に設計している場合、マニホールドにそれらは必要ありません)。また、TiAlV6 は印刷に優れ、基本グレード 5 よりも優れた強度特性を持っていますが、アルミニウムはほとんどが AlSi10Mg として入手可能であり、これは最も強い合金ではありません。T6 は、同じ材質の鋳造には適していますが、SLM 部品には適していません。Scalmaloy はまた素晴らしいですが、ライセンス取得が難しく、提供しているところはほとんどありません。より薄い壁の Ti を使用することもできます。
ほとんどの企業では、腕と脚、20 個のサンプル、そして印刷部分を処理する最初の子供も必要です。機能的には、ロバとペニーが何年もかけて作った機械加工の鋳物と本質的に同じですが、彼らは印刷された部品が魔法だと考えており、顧客は自分たちが豊富な資金を持っていると考えています。また、AS9100 認定企業は一般的に仕事に不足しておらず、長年やってきた仕事を楽しんでおり、それでお金が儲かるし、飛行機事故で告発されることなくやり遂げられることを知っています。。
その通りです。航空宇宙産業は SLM 部品から恩恵を受けることができ、一部の企業は実際にそうしていますが、業界とサービスを提供する企業の特異性が 70 年代から抜け出せていないため、状況は少し難しくなります。唯一の本当の発展はエンジンであり、印刷された燃料インジェクターが一般的になっています。私たち個人にとって、ASML の供給をめぐる争いは困難な戦いです。
ステンレス製3Dプリント用排気管P-51D。https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
加工コストに関連するその他の要因として、剥離や蒸発によるクーラントの損失の管理があります。さらに、チップを処理する必要があります。大量生産におけるチップの削減は、大幅な節約につながります。
これはトポロジ設計と呼ばれることが多く、ご想像のとおり、FEA に加えて別のレベルの解析です。ツールがよりアクセスしやすくなったここ数年で、本格的に普及しました。
フラウンホーファーの名前を見るたびに、それは特許を取得していることになり、メーカー コミュニティは非常に長い間その名前を使用することが禁止されます。
言い換えれば、保証が切れたらすぐに車を確実に交換できる新しい方法を発明しました。
ドアの軽量化ヒンジと、車ごとゴミ箱に捨てようとする邪悪な陰謀との関係がわかりません。
疲労寿命解析は別のことです。材料の強度だけを最適化すると、機能しない部品ができてしまいます。
たとえ意図的に弱く設計されていたとしても、保証期間が過ぎてもすぐに疲れることはありません。それはヒンジだけですが新しいものであり、車全体を捨てなければならない可能性は低いです…車の寿命の間には代替車が存在します。一般的にはまだ良いためですが、その安価で簡単な交換部品が摩耗しているため、それについては何も新しいことではありません…
実際には、安全基準などを確実に満たすために、通常の使用で受ける応力を考慮して、ほとんどの車のフレーム/ボディ/シートと同様に、おそらく依然として大幅に再設計されています。。お住まいの地域の法律で義務付けられている場合を除き、販売場所に保管してください。
「それは単なるヒンジです」が、特定の生活に合わせて部品を設計する例でもあります。車の他の部分に適用すると、時間が経つと車がポンコツになってしまいます。
このスキャンダルは、彼らが頻繁に（MP3、なるほど！）特許を保護した結果です。
米国経済全体はそのような「チップ」の上に構築されています。いくつかの基準では、それは機能します:-/。
フラウンホーファーは多くの科学を行いました。応用研究だけでなく、基礎研究も行っています。すべてにお金がかかります。特許やライセンスなしでそれをやりたいなら、政府の資金をもっと与える必要がある。ライセンスや特許により、他の国の人々もテクノロジーの恩恵を受けるため、コストの一部を負担します。さらに、これらの研究はすべて、業界の競争力を維持するために非常に重要です。
同社のウェブサイトによると、税金の一部は約 30% (Grundfinanzierung) で、残りは他の企業が利用できる財源からもたらされます。特許収入はおそらくその 70% の一部であるため、それを考慮に入れないと、開発が減るか税金が増えることになります。
何らかの理由でステンレス鋼は禁止されており、ボディ、エンジン、トランスミッション、サスペンション部品には不人気です。ステンレスは一部の高価なエキゾーストパイプでのみ使用できます。それはマルテンサイト AISI 410 のような粗末なものになります。良質で耐久性のあるエキゾーストが必要な場合は、AISI 304/316 を使用してそのようなものを自分で作成する必要があります。
したがって、そのような部品のすべての穴は最終的には濡れた土で詰まり、部品はすぐに錆び始めます。この部品は可能な限り軽量になるように設計されているため、錆が発生するとすぐに強度が弱くなり、作業に使用できなくなります。その部品が単なるドアのヒンジ、またはそれほど重要ではない内部ブレースやレバーであれば幸運でしょう。サスペンション部品やトランスミッション部品などがあると大変なことになります。
PS: 車体全体とほとんどの部分が湿気、除氷剤、汚れにさらされたステンレス製の車を知っている人はいますか?すべてのサスペンションアーム、ラジエターファンハウジングなどは任意の価格で購入できます。デロリアンについては知っていますが、残念ながら、ステンレス鋼の外装パネルしかなく、ボディ全体の構造やその他の重要な詳細はありません。
ステンレス製のボディ/フレーム/サスペンション/排気システムを備えた車にはもっとお金を払いますが、それは価格面でのデメリットを意味します。この材料は高価であるだけでなく、成形や溶接がより困難です。ステンレス鋼のエンジンブロックやヘッドに意味があるとは思えません。
それもとても大変です。現在の燃費基準からすると、ステンレス鋼には何のメリットもありません。大部分がステンレス鋼で作られた自動車の炭素コストを相殺して、素材の耐久性の利点を取り戻すには数十年かかります。
どうしてそう思うの？ステンレス鋼は同じ密度ですが、わずかに強度が高くなります。(AISI 304 – 8000 kg/m^3 および 500 MPa、945 – 7900-8100 kg/m^3 および 450 MPa)。ステンレス鋼製ボディは、板厚が同じであれば、通常の鋼製ボディと同じ重量になります。また、ペイントする必要がないため、追加のプライマー/ペイント/ワニスは必要ありません。
はい、一部の車はアルミニウムやチタンで作られているため、軽量ですが、それらは主に高級市場セグメントにあり、購入者は毎年新しい車を購入することに問題はありません。さらに、アルミニウムも錆びやすく、場合によってはスチールよりも早く錆びます。
ステンレス鋼は決して成形や溶接が難しいものではありません。溶接が最も容易な材料の 1 つであり、通常の鋼よりも延性が高いため、より複雑な形状に成形することができます。広く入手可能な鍋、シンク、その他のステンレス鋼のスタンピング品に注目してください。AISI 304 ステンレス鋼の大型シンクは、その粗末な鋼箔から打ち抜いたフロント フェンダーよりもはるかに安価で、より複雑な形状をしています。高品質のステンレス鋼を使用したボディ部品を通常の金型で簡単に成形でき、金型の寿命が長くなります。ソビエト連邦では、自動車工場で働く一部の人々が、車を交換するために工場の設備でステンレス鋼の車体部品を作ることがありました。船底、胴体、翼がステンレス鋼でできた古いヴォルガ (GAZ-24) が今でも見つかります。しかしソ連崩壊後はそれが不可能になった。なぜ、どのようにしてお金を稼ぐことに同意する人は誰もいないでしょう。また、ステンレス鋼の車体部品が西側や第三世界の工場で製造されているという話も聞いたことがありません。私が見つけられたのはステンレス鋼のジープだけでしたが、念のために言うと、ステンレス鋼のパネルは工場ではなく手作業で複製されたものでした。また、WV ゴルフ Mk2 ファンが、通常普通鋼で製造されているクロッカーホルムなどのアフターマーケット メーカーにステンレス鋼製フェンダーのバッチを注文しようとしたという話もあります。これらすべてのメーカーは、価格についてさえ話すことなく、このトピックに関するあらゆる話を即座に無礼に打ち切りました。したがって、このエリアではお金を払って何かを注文することさえできません。たとえ大量であっても。
同意します。それが、リストにエンジンについて言及しなかった理由です。錆はエンジンの主な問題ではありません。
確かにステンレススチールの方が高価ですが、ステンレススチールのケースは塗装する必要がまったくありません。塗装されたボディパーツのコストは、パーツ自体よりもはるかに高くなります。したがって、ステンレススチールのケースは錆びたケースよりも安価になる可能性があります。そしてほぼ永久に続くでしょう。車の摩耗したゴムブッシュとジョイントを交換するだけで、新しい車を購入する必要はありません。必要に応じて、モーターをより効率的なものや電動のものに置き換えることもできます。新しい車を製造したり古い車を運転したりする際に、無駄がなく、不必要な環境破壊もありません。しかし、何らかの理由で、この環境に優しい方法は生態学者や製造業者のリストにまったく載っていません。
1970 年代後半、フィリピンの職人がジプニー用の新しいステンレス鋼のボディ部品を手作りしました。これらはもともと第二次世界大戦と朝鮮戦争で残されたジープから作られましたが、多くのライダーを収容するために後部を伸ばすことができたため、1978年頃にすべて切り離されました。そのため、新しいものを一から作り、ボディが錆びないようにステンレス鋼を使用する必要がありました。塩水に囲まれた島では、これは良いことです。
ステンレス鋼板にはハイテン鋼に相当する素材はありません。これは安全にとって重要であり、このタイプの特殊鋼を使用しなかった中国車に対する最初のユーロNCAPテストを思い出してください。複雑な部品の場合、安価で高い鋳造性と防錆性を備えた GS 鋳鉄に勝るものはありません。棺の最後の釘は価格だ。ステンレスって本当に高価なんですね。彼らはコストが問題ではない正当な理由でスポーツカーの例を使いますが、決して VW の場合ではありません。
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