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自動車製造業界を変える3Dプリンタの材料


Stratasys Direct

Stratasys Staff Writer

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3D Printing Materials Changing the Automotive Manufacturing Industry

現代の自動車は、さまざまなデザイン、部品、形状が組み合わさっています。3Dプリンタは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、フォトポリマーなど、さまざまな材料に対応しているため、自動車を構成する多くの部品を製造するのに最適です。 3Dプリンタは、自動車の内側外側の部品、コンポーネントの製造に使用されるだけでなく、自動車メーカーの製造工程を支援するさまざまな製造補助具を製作するのにも役立ちます。 

その結果、3Dプリンタで使用できる広範な材料は自動車産業の可能性に大きな影響を与えています。たとえば、金属材料と比較して、ポリマー材料は以下のような特性があります。

  • 入手しやすく、使いやすい
  • 幅広い材料と価格帯
  • 金属代替用途に適した強度で軽量な代替材料となる

自動車産業の可能性を広げる大きな影響を与えた材料をいくつかご紹介します。

車載用 3Dプリンタの材料について 最適な樹脂の選び方

自動車製造に必要な3Dプリンタ材料は、様々なものがあります。自動車のニーズに応じて適切な材料を選択する方法をご覧ください。

How to Choose the Right 3D Printing Materials for Automotive Manufacturing

自動車内装部品向け、3Dプリンタ材料

アディティブ・マニュファクチャリング(AM)技術は、自動車内装の部品を製造できるまでに進歩しました。たとえば、ストラタシスの「J850 Prime 3Dプリンタ用FabriXイノベーションキット」は、3Dプリントされた布を使って、車の内装のさまざまな質感やパターンを制作できるようになっています。

 

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AM技術は、特定の3Dプリンタ材料により幅広い色と質感で外観と触感を再現できるため、モックアップやプロトタイプ用の内装部品の制作に最適です。自動車の内装に適した3Dプリンタ材料としては、次のものがあります。

  • ポリアミド (PA) は、ドアハンドルやギアシフトノブなどの自動車内装部品や機能部品に使用されます。
  • アクリロニトリルブタジエンスチレン (ABS) は、インストルメントパネルやドアトリムなどの内装部品や外観部品に使用されています。

製造補助のための3Dプリンタ材料

自動車製造補助部品とは、完成車に搭載される部品ではなく、製造工程を補助するために使用される部品のことです。補助具は、多くの場合、特定の用途に合わせてカスタマイズされます。このようなツールは、製造工程の改善に大きく貢献し、効率の向上やダウンタイムの削減などを実現します。

3Dプリンタで造形された製造補助具の例をいくつかご紹介します。

  • 治具と固定具は、製造中に部品を保持および位置決めするために使用されるカスタムメイドのツールです。3Dプリンタでは、これらの工具を正確な寸法で、さまざまな形状で素早く作成することができるため、製造現場では効率を向上させ、ダウンタイムを減らすことができます。
  • 金型を3Dプリンタで造形して鋳造および射出成形に使用することもあります。これにより、従来の製造方法では不可能とまではいかないまでも、複雑な形状や内部構造を実現することができます。
  • 検査および測定ツールも3Dプリンタで造形し、カスタマイズすることで、ゲージブロック、マイクロメーター、特注のゲージなど、精密で特殊な測定および検査ツールを制作することができます。
  • 保護カバーは、3Dプリンタで造形することができ、機械や設備の保護カバーを作成するのに使用することができます。 このようなカバーは、安全性を向上させ、修理によって引き起こされるダウンタイムを削減することができます。

製造補助装置は、モノの成形、部品のガイドや位置合わせ、機器やコンポーネントのカバーや保護などを行うもので、自動車メーカーにとって非常に有用です。AM技術が提供する柔軟性と汎用性は、特定のアプリケーション用にカスタマイズされた製造補助装置を3Dプリンタで造形し内製することにおいて、大きなメリットとなります。

また、幅広い材料を製造補助具の制作に使用できることも利点として挙げられます。たとえば、ASA、ABS-CF10、FDM® Nylon-CF10などを使用して製造補助具を制作できます。製造補助具で最も重要とされる要素は、耐久性です。

 FDM® Nylon 12CFは、リードタイムの短縮、コスト削減、スピードアップが可能です。

部品生産のための3Dプリンタt材料

3Dプリンタの活用により、製造上の制約や経済的な問題を回避することで、多くの場合、部品生産のスピードアップにつながります。部品生産やスペアパーツ用の3Dプリンタ材料を決定する場合、造形量を考慮する必要があります。

少量生産部品は、PolyJet、FDM、SLA材料を使用して造形できますが、大量生産の部品にはP3™およびSAF™材料が適しています。

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例えば、Roush Performance社は、SAF™テクノロジーとPA11を使用して、F-150のグリルマウントカメラハウジングを、後期の設計変更後に全生産量分造形し、納期を遅延することなく、射出成形と比較して35%のコスト削減を達成しました。 

3D Printing Materials for Vehicle Interior Parts

無限の可能性

AM技術とソフトウェアの進歩により、現在利用できる3Dプリンタ材料の種類は拡大しています。たとえば、OpenAM™ソフトウェアを使用するストラタシスのお客様は、年間OpenAMマテリアルライセンスを通じて、サードパーティのオープンマテリアルを利用することができます。OpenAMソフトウェアにより、複雑な重工業用途や自動車用途に適したAM技術を活用することで、無限の可能性を引き出すことができるようになります。

自動車製造に最適な3Dプリンティング材料の詳細については、自動車用材料ガイドをご覧ください。

3Dプリンタで実現できることに限界はないと信じています。ポリマー材料業界は、かつてないほどAM技術に投資しており、弊社としては世界トップクラスのお客様が化学におけるこうしたイノベーションをできるだけ早く、最大限に活用できるようにしたいと考えています。弊社のハイブリッド材料戦略はこのうようなニーズにお応えするもので、世界は、大規模なAM技術への移行を早急に必要としているからです。

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