自動車チームはさまざまな形式の 3D プリントを使用しています。ポリマープロトタイプは外観とフィット感のチェックをサポートし、金属積層造形は選択された機能部品を製造でき、サンド 3D プリンティングは従来の金属鋳造に役立ちます。モールドと中子をプリントするため、生産ツールが進化し続けているとき、数量が限られているとき、または内部形状が複雑なときでも、チームは実際の合金鋳物を入手できます。
パワートレインと複合ハウジング
エンジン ブロック、シリンダー ヘッド、トランスミッション ハウジング、および関連する鋳物には、オイルと冷却剤の通路に加えて複数の取り付け基準が含まれることがよくあります。従来の試験では、いくつかの砂中子成形型と複数ピースの中子アセンブリが必要になる場合があります。複雑な中子を印刷することで、プロトタイプのツールの待ち時間が短縮され、エンジニアは通路や局所的な壁の厚さを修正できるようになります。本当のテストは、形状が印刷されるかどうかではなく、形状を洗浄し、位置を特定し、注入し、漏れ、寸法、微細構造、耐久性を検証できるかどうかです。 自動車のプロトタイプと少量の鋳物をご覧ください。
Eドライブと熱管理コンポーネント
モーターと電子ドライブのハウジング、インバーター、熱コンポーネントには、冷却ジャケット、曲がりくねった通路、薄壁が含まれている場合があります。プリントサンドを使用すると、チームは早い段階で設計を比較し、金属鋳造品の流動、シール、熱サイクルのテストを実行できます。生産ルートがダイカストの場合は、微細構造、表面、寸法、特性の違いを文書化し、どの結論が生産ツールで確認する必要があるかを特定します。
シャーシ、車体構造、大型プロトタイプ
設計を凍結する前に大型の金属工具を繰り返し修正すると、費用がかかります。砂型鋳造プロトタイプは、パッケージング、機械加工基準、アセンブリ、および選択された構造機能をチェックし、溶融金属ランナー システムの検証に役立ちます。これは生産用高圧ダイカストツールの代替品ではなく、それ自体で生産サイクルタイムやパフォーマンスを確立することはできません。 砂型と中子 プロセスの境界と、ギガキャスティング開発におけるサンド プリンティングのガイドを確認してください。
レガシー車両とサービススペア
工具が廃止された場合、元のサプライチェーンが終了した場合、または需要が非常に少ない場合、鋳造データはアーカイブされた CAD、図面、またはスキャンから再構築され、短期間の金型の印刷に使用されることがあります。これにより、いくつかの部品に対して完全に新しいツールを使用する必要がなくなりますが、それでも材料の確認、寸法の回復、プロセスのレビュー、および最初の製品の検証が必要になります。知的財産権、図面の認可、安全性の責任、ファイル アクセス、および改訂管理は不可欠です。
開発ツールと補助パーツ
プリントされた砂のパーツすべてが鋳型になるわけではありません。一部のプログラムでは、熱成形や複合材料の犠牲中子、治具、またはプロセス試行に砂ベースの積層造形を使用しています。強度、温度、表面、および除去要件については、別途検証が必要です。
出版された自動車投資に関する参考資料
新車の開発において、工具は依然として主要なコストです。この記事のソース資料では、一般的なインストルメント パネル ツールが 100,000 ～ 150,000 米ドル、バンパー ツールが 50,000 ～ 100,000 米ドル、エンジン関連ツールが 20,000 ～ 80,000 米ドルとされています。大幅な設計変更の場合は約 10 万米ドルが追加される可能性があり、大型の一体型アンダーボディ金型の場合は 150 万米ドルに達する可能性があります。したがって、デジタルサンドは、高価な金属工具が凍結する前の試用に最も価値があります。
一部の自動車プログラムでは、砂ベースの検証コストが金属試作ルートの 3% 近くになり、開発期間がおよそ 1 年から 2 ～ 3 か月に短縮され、総開発コストが約半分に削減されたと報告されています。これらは、普遍的な結果ではなく、プロジェクトの参照として扱ってください。
BMW の IDAM プロジェクトは、年間約 50,000 個の生産部品と 10,000 個のスペア部品を対象とした 2 つの積層造形パイロット ラインで 2019 年に始まりました。 BMWはまた、2020年にミュンヘンの積層造形センターに約1500万ユーロを投資し、自動化により手動作業を約35％から5％未満に削減し、金属AM部品の単価を半減することを目的としている。 IDAM には金属 AM が含まれており、サンドプリント プログラムではありませんが、自動車のデジタル製造が再現可能で追跡可能な生産にどのように移行しているかを示しています。
正しいルートの選択
| プロジェクトの特徴 | 最初に評価するルート |
|---|---|
| 一回限りまたは少量、複雑、頻繁に変更される | 3D プリントされた砂型または中子 |
| シンプルな外型、複雑な内部中子 | 従来のプリント中子付き金型 |
| 安定した中量または大量の砂型鋳造 | ツーリング、自動成形、印刷能力の比較 |
| 高圧ダイカスト用大型部品 | 選択された現像チェック用のプリントサンド。生産用の金属工具 |
| 見た目とフィット感のみ | ポリマープロトタイプはより速く、より安価になる可能性がある |
| 生産材料に近い機能検証 | 合金、熱処理、試験のニーズを満たす鋳造ルートを選択します |
SJ-1200 サンド 3D プリント システム は、工業用金型と中子を対象としています。プロトタイプ、ブリッジ、またはスペアパーツのルートを比較するには、代表的なパーツと予想数量を送信してください。
よくある質問
一般的な候補となる自動車部品はどれですか?
パワートレインおよびトランスミッションのハウジング、モーターのハウジング、ポンプ本体、熱部品、および選択された構造。サイズ、合金、内部通路、テスト目的および数量によって適合性が決まります。
印刷はレガシー スペアをどのようにサポートしますか?
法的認可と信頼性の高い再構成データがあれば、元のツールを使わずに短期間で金型を作成できます。最初の鋳造では、依然として材料、寸法、機能の検証が必要です。
プリント砂型で大きな構造鋳物を作ることはできますか?
プリンターのビルド範囲内で、またはエンジニアリングによるセグメンテーションを通じて、さまざまなサイズを作成できます。サイズが大きくなるにつれて、接合、取り扱い、強度、流し込み、歪みがより重要になります。
プロトタイプのルートは生産ツールとどのように異なりますか?
プロトタイピングでは反復と少量を優先します。生産ツールはサイクル タイム、寿命、自動化、単価を優先します。砂型鋳造のプロトタイプは、ダイカストの微細構造や性能を再現できない場合があります。
チームはプリントサンドと金属工具のどちらをどのように選択すればよいでしょうか?
数量、設計の成熟度、サイズ、複雑さ、対象プロセス、リードタイム、総コストを比較します。デザインがフリーズする前、または少量で印刷します。需要と形状が安定したら、適切な生産ツールに移行します。