アディティブマニュファクチャリングにより自動車産業の生産性を向上してイノベーションを促進

EBOOK アディティブマニュファクチャリングに より自動車産業の生産性を向上して イノベーションを促進

目次 03 AM でイノベーション促進と生産性向 08 革 新的なアプリケーションを実現す 11 リーン製造 上を両立 る材料科学 12 堅牢なコンポーネント 05 イノベーションと生産性の向上を 09 自動車産業の課題に対応するソリ 加速化する進歩 ューション 13 科学の進歩 06 3D Systems による AM ソフトウェアとプ 10 サーフェス作成 14 ア プリケーションイノベーショング リンタ技術の大きな進歩 ループおよびカスタマーイノベーシ ョンセンター 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 2

アディティブマニュファクチャリングで イノベーション促進と生産性向上を両立 アディティブマニュファクチャリング (AM) とそのアプリケーションは、イノベーションを推進する と同時に、自動車メーカーが最近の業界のスピードに乗り遅れないようにするのにも役立ちます。 自動車メーカーは、その産業を発展させるために、常に革新的な技術を必要としていま す。そのためには性能を最適化して競争上の優位性を得る必要がありますが、その実現 革新的なアプリケ には、最新の工学的/設計的アプローチを取り入れることができる、革新的なアプリケ ーションと生産性 ーションの開発が不可欠です。しかし、顧客の要求を満たし、同時に ROI を維持するた 向上の実現 めには、メーカーは生産性を向上させる必要があります。生産性向上を伴わないイノベ ーションは、ほとんどのメーカーにとって現実的ではないシナリオです。一方、生産性 向上にイノベーションを伴わないと、マージンが低くなり経済面での前進が難しくなり ます。 アディティブマニュファクチャリングの技術を製品開発や生産戦略に取り入れること で、自動車メーカーは価値の高い革新的なアプリケーションと高レベルの生産性を組み 合わせることができ、マージンをより高く保ちながら革新的な部品や製品を生産するこ とが可能になります。 従来の AM この eBook では、自動車メーカーがイノベーション促進と生産性向上を両立させる上 で AM がどのように役立つかを説明しています。3D Systems の AM 技術と機器の最近 の進歩がどのようにこれらの両立に貢献し、具体的なソリューションがどのようにメー イノベーション カーにおける AM の収益化と自動車生産に関する喫緊の課題解決に役立っているかを紹 介します。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 3 生産性

生産性向上に大量 生産が必要とは限 りません 今日の自動車業界において、生産性を上げるとはど ういうことでしょうか。次世代の自動車体験を実現 するために、メーカーは消費者と自動車とのつなが りを、よりパーソナライズされたものにする必要が あります。そのためには、カスタマイズされた内装 や外装、専用の部品などが必要になります。 従来の方法では莫大なコストがか かってしまいますが、アディテ ィブマニュファクチャリングを 用いることで、メーカーはオー ダーメイド製品の生産を経済的 に増やせるようになり、結果と して競争力を高めることができ ます。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 4

イノベーションと生産性 の向上を加速化する進歩 先進的なアプリケーションを導入して AM による生産性向上を実現できるかは、プリン タのハードウェア、ソフトウェア、材料が密接に相互作用するかどうかにかかっていま す。3D Systems のアディティブマニュファクチャリングの最近の進歩により、革新的な ソリューションと製造生産性を組み合わせることで、今日の自動車産業における最も緊急 性の高い課題に対応することが可能になりました。 3D Systems は、すぐに生産に対応できる新素材に関する幅広いテストデータを 提供しており、これには高速化されたエージングテストのデータも含まれます。 これらのデータは、自動車業界のお客様が先進的なアプリケーションに最適な材 料を選択するための確かな根拠としてご利用いただけます。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 5

3D Systems による AM ソフトウェアとプリンタ技術の大きな進歩 高密度の部品積層 3D Sprint® ソフトウェアの先進的な機能と Figure 4 プリンタを使用して、プラスチ ック AM アプリケーションの生産性を最大 40% 向上させ、効率的なバッチ生産を実 現します。 効率性に優れたサーフェス作成とテクスチャリング Geomagic® Freeform® ソフトウェアを使用し、複雑な表面に素早くテクスチャを適用 することで、理想的な顧客体験を実現します。メーカーは Figure 4 や光造形 (SLA) 技 術を用いて、このような独自部品を直接製造することができます。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 6

3D Systems による AM ソフトウェアとプリンタ技術の大きな進歩 シミュレーションに基づく最適化と自動化 Additive Works のシミュレーションベースの最適化ソフトウェアを使用すること で、セットアップ時間を短縮し、製品の歩留まりとスループット、およびコンポー ネントの性能を向上させることができます。エンジニアは、部品の向きなどの最適 なプリント設定を素早く判断し、その設定にダイレクトに適応させ、効果的な熱管 理や歪み補正を行うことができます。 高品質で、再現性がある金属 3D プリント DMP Flex 350、Factory 350、Factory 500 シリーズなどのダイレクト金属プリンタ は、その独自のアーキテクチャにより、複雑なラティス形状や加工の難しい金属合金 を加工する場合でも、高い精度と品質で再現性の高い部品を製造することができま す。また、アルゴンの消費量が少なく、酸素純度が高い (25 ppm未満) ため、機械的 特性に優れた高密度の部品を作ることができ、さらにトータルコストを低く抑えられ るというメリットもあります。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 7

革新的なアプリケーションを実現 する材料科学 標準規格に基づく材料にイノベーションを起こすことで、自動車業界がアディティブマニュファクチャリングを最 終用途に導入する動きが引き続き促進されます。 自動車の製造アプリケーションでは、耐熱性、化学薬品への暴露耐性、長期的な環境安定性などの様々なニーズに対応するため に、標準規格に基づいて設計された試験済みの材料が必要です。徹底したプロセスエンジニアリング、パラメータ開発、材料試験 とアプリケーションの専門知識を組み合わせることにより、自動車産業での品質と生産の要件を満たすことができる積層材料の開 発を進めています。 Figure 4® High Temp Accura® AMX™ 150C FR Black Rigid Black DuraForm® HST DuraForm® PP White 認定 M789 (A) UL94 V0 規格の難燃性黒色プラス 厳しい機械性能要件で、大型プ 優れた剛性、高い強度重量比、 耐水性と耐薬品性に優れた高耐 コバルト不使用のスチール。 チック材料で、荷重たわみ温度は ラスチック部品に対する長期的 高熱耐性を備えた繊維強化プラ 久ポリプロピレン (PP) 材料。大 コンフォーマルクーリングチ 150˚C 以上になっています。ブラ な環境安定性を備えた光造形樹 スチック材料。ボンネット内の 型部品の組み立て時には簡単に ャネルを持つモールドインサ ケット、カバー、保持部品など、 脂です。 ハウジングやエンクロージャ、 溶接できます。 ート、ツーリング、高硬度で 安定して長期間使用できることが 治具や固定具に最適です。 腐食耐性に優れた部品の製造 必要な部品に最適です。 に使用されます。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 8

自動車産業の課題に対応 するソリューション 堅牢なコンポー ネント 進歩するアディティブマニュファクチャリングの技術や 材料に自動車の専門知識を組み合わせることで、業界の リーン製造 重要な課題に対応します。 急速に進化する自動車業界では、迅速に市場投入できる革新的な 新ソリューションが求められています。自動車メーカーは、性能 を最適化し、顧客が求める独自の体験を生み出す部品やコンポー サーフェス 作成 科学の進歩 ネントを、設計、テスト、反復、生産する能力を備えなければな らない一方で、リーン製造方式を活用した生産性の高いソリュー ションを適用する必要もあります。これを実現するためには、 生産性とイノベーションの両方を向上させるソリューションが 必要です。 今日の自動車会社は、アディティブマニュファクチャリングを活 用することで、サーフェス作成、リーン製造、堅牢なコンポーネ ント、新たな設計のシステムといった重要な課題に対応できま す。これらの課題を解決するためには生産性と革新性の両方を向 イノベーション 上させる必要がありますが、積層造形技術と自動車アプリケーシ ョンの進歩によってその 2 つを両立させることができます。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 9 生産性

サーフェス作成 特定のユーザーやグループ向けにカスタマイズした自動車体験を提供する A ク ラスのサーフェスを高速生産します。 当社のボディ内外装向け AM ソリューションを使用すると、性能とビジュアル体験の制御性を高め、シンプ ルでカスタマイズした方法で製造することができます。生産性を向上しますが、何十万もの大規模な製造レ ベルにする必要はありません。個々のユーザーやグループのニーズに合わせて一連のコンポーネントを効率 的に生産することが可能になります。 当社の AM 技術と材料の包括的なポートフォリオを使用すると、カスタマイズ ボディ内装と されたハイエンドな体験を迅速に設計、テスト、反復することができます。 トリム すべてのセンサー要素を精密に制御しながら、全体的なコンポーネント数を減 らして製造を最適化します。 当社の AM ソリューションでは数時間以内で部品の造形が可能なため、設計 ボディ外装と の反復、最適化、生産を迅速に行うことができます。硬質プラスチックから パネル 複合材までの高機能材料と、様々な表面タイプにより、生産性に影響を与え ることなく、スタイルと性能をさらに高めることが可能になっています。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 10

リーン製造 既存の生産プロセスでの柔軟性と構成可能性を高め、生産性向上とリードタイム短縮 を実現します。 従来の製造方法でイノベーションに必要なツールや部品を作ろうとすると、品質や生産性を犠牲にし なければならないことが多くあります。当社のアディティブソリューションでは、複雑な金属部品を 生産する場合でも、カスタムメイドの製造補助器具を生産する場合でも、品質を犠牲にすることな く、リードタイムを短縮して柔軟性を高めることができます。 高耐久性金属 高耐久性ツールの品質と効率性を大幅に向上します。包括的な AM ソリュー ツーリング ションを活用することで、複雑なダイインサートや生産性の高いコンフォー マルクーリングなどのイノベーションの組み込みが可能になります。 生産性とコストをコントロールしながら、複雑化する今日の製造装置のニーズ 製造補助具 に応えます。当社の AM 技術は、治具やグリッパなどの部品の効率的な調整と 迅速な設計反復を可能にします。また、先進的な材料は、長期的な品質維持に 役立ちます。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 11

堅牢なコンポーネント 制約のある困難な環境でのパッケージ化に積層造形 を導入できます。 多くの自動車部品は、厳しい環境条件の下で性能を発揮しなければなりません。これには、制約のある 環境でのパッケージ化や、熱や化学物質への長時間の暴露などが含まれます。より高い機能密度を実現 する自由度の高い設計を行い、長期的に性能を発揮する先進的な材料を利用し、より生産性の高い AM プラットフォームを活用することで、性能を向上させることができます。 アンダーフー 機能的性能と環境的性能の両方を最大化するコンポーネントを迅速に設計します。当 ド => エンジン 社の包括的な AM ソリューションを使用すると、制約のあるスペースに機能を集約す ることができます。また、当社の先進的な材料によって性能の最適化と部品数の削減 周辺 を実現し、より効率的な製造が可能になります。 AM により、設計と生産を切り離せます。当社の先進的な AM 技術を使用すると、 ボディ内装と 自動車の内装の感触、外観、人間工学、機能を向上する部品を製造することができ トリム るだけでなく、統合されたラッチやファスナー機構などの効率的な組み立てソリュ ーションを導入することもできます。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 12

科学の進歩 設計の自由度を高めることで、新しく革新的なコンポーネントを 迅速に反復、最適化、生産することが可能になります。 自動車のアーキテクチャやシステムが進歩することによってエンジニアリング上の新たな課題 がもたらされ、新しいエンジニアリングシステムの開発が求められています。3D Systems の 積層造形ソリューションは、反復と検証における真のデジタルツインを実現し、先進的な材料 を活用して最適な性能を得るための制約のないエンジニアリングを現実のものにします。 空気力学と流体力学を最適化する複雑な形状の高品質な部品を、パッケージング 空気および流 上の大きな制約を考慮しながら、自由に設計することができます。AM を使用す 体の処理 ることで部品の簡素化と集約化を行い、システムの品質、効率性、耐久性をさら に向上させることができます。 自由度の高い金属積層造形の設計を活用することで、新しい推進システムや エネルギーお 走行トレーニングシステムのニーズに応えます。例えば、エンジニアは数値 流体力学シミュレーションを使用することで新しい設計上のイノベーション よび流体管理 を新たに見出し、当社の幅広い金属合金ソリューションを利用して自信を持 って部品を提供することができます。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 13

当社にお任せください これから始める場合でも、継続的なサポートが必要な場合でも、お客様独 自の目標をさらに高めるためにそれぞれの段階で当社の専門知識をご活用 ください。 アプリケーション・イノベーション・グループ エンジニア、技術者、設計者からなるこの専門チームは、高度なアプリケー ション開発の促進に全力で取り組んでいます。スキルのギャップの特定、 部品の性能向上、製造フローの拡張など、設計や製造における最も 困難な課題を解決するための支援を行います。 詳細 カスタマーイノベーションセンター 3D Systems では、当社の 3D プリンティングソリューションの全製 品に包括的にアクセスすることができるグローバル施設を提供し ています。これらの施設では、概念実証、用途開発、ソリュー ション実証のための小規模生産を行うことができます。 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 14

AM への移行をいますぐ加速 積層造形は、自動車メーカーが性能、生産性、信頼性を向上させるために必要な 能力を提供します。 その方法をご確認ください。 専門家に相談する 3D SYSTEMS | EBOOK | 生産性を向上してイノベーションを促進 | 2021 年 11 月 EBOOK | 15