What are the applications of 3D printing in the automotive industry

3D プリンティングは 1980 年代から適用され、わずか 30 年余りの間に、この新興技術である 3D プリンティングは多くの産業に適用されてきました。 パーソナライズおよびカスタマイズされた自動車製品に対する人々の需要の向上、および一部の従来の複雑なプロセス部品の製造とメンテナンスにかかる時間とコストの高さなどの困難により、3D プリンティング技術は自動車会社、部品、アフターサービスでますます支持されています。 -販売サービスサプライヤー。 周知のとおり、自動車産業は典型的な資本と技術を集約する産業であり、新車の研究開発への投資も巨額です。 その結果、自動車会社、部品、アフターサービスのサプライヤーは、材料コストを削減し、効率を向上させるための新技術を積極的に模索しています。 その後、3D プリンティング技術は自動車部品の分野、特に自動車の製造とメンテナンスの分野で探究され、応用され始め、ますます成熟してきました。

3D プリンティング技術の定義

3D プリント技術は、粉末金属やプラスチック、その他の接着材料の使用に基づく一種のデジタル モデル ファイルであり、3D プリンタを通じて層ごとにオブジェクト テクノロジを構築します。 このテクノロジーにより、CAD (コンピューター支援設計) ソフトウェアを通じてデジタル モデルを物理オブジェクトに変換できるようになります。 3D プリンティング技術の応用分野には製造業や医療分野などが含まれます。

3D プリンティング技術の利点

1. ラピッド プロトタイピング: 3D プリンタはラピッド プロトタイピングを提供するため、カスタム パーツを迅速に設計、製造、テストし、印刷プロセスの速度に影響を与えることなく設計を迅速に変更できます。

2. デザインの自由度: 3D プリントを使用すると、従来の製造方法では作成が困難な複雑な幾何学的形状を作成できます。 デザインを簡単に変更して、あらゆる種類のジオメトリを作成できます。

3. 無駄の削減: 3D プリントでは積層造形プロセスが使用され、必要な部品の製造に必要な材料のみが使用されます。 従来の加工方法では、リサイクル不可能な材料の大きな塊を切断して部品を製造するため、大量の廃棄物が発生します。

4. コスト: 3D プリントでは、印刷に必要な材料の代金のみを支払うため、材料の無駄が削減され、生産コストが削減されます。

5. オンデマンド印刷: 3D プリントを使用すると、オンデマンドで印刷できるため、在庫の過剰な発生や高価な在庫を回避できます。 ジャストインタイムの在庫管理テクノロジーを使用して、必要なときに必要なだけデザインを印刷することで在庫スペースを解放します。

6. 速度: 3D プリントでは、複雑さやパーツのサイズに応じて、わずか数時間でパーツをプリントできますが、処理にはさらに時間がかかる場合があります。

7. より多くの製造オプションを提供: 3D プリンティング方法では、幅広い製造製品が提供されます。 個別に設計およびカスタマイズされた製品を製造できます。

8. 軽量: 3D プリントに使用されるプラスチック素材は金属よりもはるかに軽量です。 多くの自動車は、車両の軽量化と燃費向上のために 3D プリント部品を使用しています。

9. 倉庫コストの節約: 3D プリントではオンデマンドでのみ製品が製造されるため、保管スペースや過剰在庫のある倉庫について心配する必要はありません。

10. より多くの雇用の創出: 3D プリンティングの普及により、機器を設計するエンジニアや、在庫を管理して問題を解決する技術者の雇用が創出されます。 より多くのアーティストが、製品を提供するために 3D プリントの使用に依存するようになるでしょう。

3Dプリント技術のデメリット

1. 大量生産には適さない: 多数の部品を生産する必要がある場合、3D プリントは理想的な生産プロセスではありません。 射出成形などの他の方法は、大きな部品を印刷する場合に費用効果が高い場合があります。

2. 限られた材料: 3D プリント部品の製造には、特定の機械的特性を持つ特定のプラスチックのみを使用できます。 一部の 3D プリンターでは金属を使用できますが、金属のオプションは限られています。

3. 造形ボリュームの制限: ほとんどの 3D プリンターには小さな造形ルームがあり、印刷されたパーツが造形プリンター ルームよりも大きい場合は、後処理中にそれらのパーツを複数のパーツに分割し、接着する必要があります。

4. 大規模な印刷コストが増加する: 印刷がビルド ルームよりも大きい場合、印刷に時間がかかるため、印刷コストが増加します。 このプロセスには手作業も必要です。

5. 製造業の雇用の減少: 3D プリンティングは製造業の雇用の減少につながり、第三世界の経済、特に低スキルの仕事に依存している国々の経済に影響を与えるでしょう。

6. 著作権の問題: 3D プリント機構の使用が増えると、多くの著作権の問題が発生する可能性があります。 特に製品がデジタル ファイルで存在する場合、さらに多くの偽造品が生まれる可能性があります。

7. 後処理: 3D プリントを洗浄してサポート材を除去し、製造されたパーツの表面を滑らかにする必要があります。 これによりプロセスが遅くなります。

8. 危険物の製造: 適切な規制がなければ、3D プリントは銃や偽札などの危険物の製造につながる可能性があります。 生産プロセスによっても制御メカニズムが損なわれる可能性があります。

9. 役に立たないアイテムの印刷: 3D プリントは、環境に優しくない役に立たないアイテムの製造につながる可能性があります。

10. パーツの構造: 積層造形プロセスでは、パーツは層状に印刷され、印刷プロセス中に相互に接着する必要があります。 層が分離すると、部品が破損します。

01. 車両のスペアパーツを作る

車が破損して修理が必要になるため、4Sショップや自動車修理工場で部品を用意します。 しかし、自動車部品は多すぎるため、すべての部品を確保することは不可能であり、在庫コストが高くなります。 市場が小さく、メーカーも少ないため、メンテナンスにかかる時間も長くなります。

したがって、3D プリント部品はスペア部品の新しい方法となり、店舗は必要な部品を店内で直接プリントできるため、在庫圧力を軽減し、メンテナンス時間を短縮することが可能になります。

一方では在庫圧力が軽減され、他方では部品の発注時間が節約され、メンテナンス効率が向上します。

将来的には、部品倉庫はデジタル モデルが主流になる可能性があります。

02. 製品サンプルを作る

現代産業文明の総合製品である自動車は、設計から量産、研究開発に至るまで数多くのサンプルを生産する必要があります。 3D プリントの前に、これらのサンプルは手作業、CNC、その他の方法で処理されました。

現在、開発段階にあり、すでに多数のサンプルが 3D プリンティングによって作成されています。 3Dプリンティング技術の進歩により、短い生産サイクル、高精度、低コストの利点がさらに強調されるでしょう。

03. 部品の量産

現時点では、3D プリント部品が量産車両に直接適用される例はまだ比較的少なく、そのほとんどは依然としてテスト部品として使用されています。

3D プリント部品の品質が悪いわけではありませんが、現在の 3D プリント速度では大量生産のニーズを満たすことができません。

したがって、現在の 3D プリント部品は、各種スーパーカーや F1 カーなどの一部の比較的小規模な量産モデルや改造部品としてのみ使用されています。

3D プリントの高度なカスタマイズと小さな成形制限により、トポロジー的に最適化された一部の部品を製造できます。これらの部品は、多くの場合、複雑な形状を持ち、元の部品よりも軽量で性能が優れています。

現在、自動車業界のトップメーカーは、3D プリンティング技術の研究開発への投資を増やしています。 3D プリンティング技術を利用して部品を大量生産し、自動車の性能を向上させることが期待されています。

04. 分散生産モードを実現

ご存知のとおり、自動車産業は高度に集中した産業であり、大量の部品が工場に出荷され、生産ラインで完成車に組み立てられて、世界中に出荷されて販売されます。

移動にはかなりの時間とお金がかかります。 たとえば、フランスの新車シトロエンは成都で生産され、その後世界中に販売されます。

3Dプリントにより分散生産が実現でき、シャーシや各種部品を現地で3Dプリントして組み立てることができます。

05. 車全体を印刷する

現在の観点から見ると、プリント車両の量産化にはまだ一定の距離がありますが、長年にわたって、さまざまな 3D プリント車両や電気自動車も数多く登場しています。

現在の 3D プリント技術はすでに車両のシャーシ、フレーム、ドアなど全体をプリントするのに使用できており、3D プリントされたシャーシやその他の部品は複数の部品と統合して 1 つにプリントできるため、組み立て時間を短縮できるだけでなく、 、ハリも向上します。

しかし現状では印刷速度の制限があり、大量生産できる能力がありません。 印刷速度がある程度まで上がると、3D 印刷による量産車の製造も不可能ではなくなります。

こうした観点から、3Dプリンティング技術がある程度発展すると、将来の自動車産業に与える影響は非常に大きくなるだろう。