産業用SLS積層造形技術により、燃料タンクシステムのプロトタイプの開発と機能テストをより迅速かつ低コストで行うことが可能になります。
自動車燃料システムの開発において、試作品の製造は従来、高価な金型と長い製造リードタイムによって制約されてきた。燃料タンクのシェル、内部バッフル、その他の部品は通常、高速金型を用いた真空成形またはCNC加工によって製造されるため、設計の反復にはコストと時間がかかる。
産業用SLS（選択的レーザー焼結）3Dプリンティングは、代替的なアプローチを提供します。金型を不要にし、CADデータから直接機能的なポリマー部品を製造することで、メーカーはプロトタイプの検証を大幅に加速させ、開発コストを削減できます。
工具製造とCNC加工をSLS生産に置き換える
従来の燃料タンク試作品の製造には、専用の金型が必要となる場合が多い。タンクのサイズにもよるが、高速真空成形金型の費用は約5,500～7,000米ドルで、製造リードタイムは約12～14日かかる。燃料タンク内部のバッフルは、一般的にポリエチレンからCNC加工され、部品1個あたり約400～800米ドル、製造には4～7日を要する。
製品開発中に頻繁に起こるように、設計が変更されると、金型製作や機械加工の工程を繰り返す必要が生じ、コストとプロジェクトの期間の両方が増加する。
開発効率を向上させるため、自動車燃料システムサプライヤーは YAPPオートモーティブシステムズ TPM3Dの産業用SLSソリューションを採用し、 P360 SLS 3Dプリンター PPS360粉体処理ステーション同社は プレシミッド1176Pro GF30 ブラックガラス繊維強化PA12材料を用いて、デジタル設計図から直接試作燃料タンクバッフルを製造する。
外部委託していた機械加工から社内でのSLS生産への移行により、開発サイクルが大幅に短縮されました。試作バッフルは、従来約5日かかっていたものが、今では1日で製造できるようになり、リードタイムは約80%短縮されました。
製造コストも大幅に削減されました。試作バッフルの製造コストは 約625米ドル 〜へ 約85ドル—削減 87%.
サンドブラスト処理後、プリントされた部品は、組み立てや機能評価に十分な寸法精度と表面品質を備えています。エンジニアは、CADモデルを修正し、更新された部品をプリントし、翌日には検証を完了できるため、設計の反復作業を大幅に迅速化できます。
燃料タンクシェル試作機向け大型SLSシステム
個々のコンポーネントを超えて、TPM3D の大型デュアルレーザー SLS システムには、 P550DL (NAIST) と S600DL―大型燃料タンクの試作品を一体成形生産できるようにする。
従来の真空成形プロセスと比較して、完全な燃料タンク試作品の製造コストは以下のように削減できます。 約7,000米ドル 〜へ 約1,250ドルこれは約 82%.
リードタイムも約12日からわずか2日に短縮でき、配送時間を約83%削減できます。
TPM3Dは、将来的にさらに大型の自動車用途にも対応できるよう設計された、メートルスケールのSLSシステムも開発している。
ビジュアルプロトタイプを超えた機能テスト
デザインレビューのためだけに製作される外観モデルとは異なり、SLS（選択的レーザー焼結）で製造された燃料タンク部品は、製品開発中の機能テストに使用できる。
一般的な検証アプリケーションには以下が含まれます。
- 6軸振動シミュレーション： Precimid1176Pro GF30 BLKは、その機械的強度と等方性により、一体成形された燃料タンクの試作品で振動および荷重シミュレーション試験を実施できます。また、試験中に応力とひずみのデータを収集するためのセンサーを組み込むことも可能です。
- シール性および温度評価： 後処理と封止処理の後、印刷された燃料タンクは、気密性、水密性、および熱性能について評価することができる。
- 音響テスト： 3Dプリントされた燃料タンク用バッフルは、騒音低減設計の迅速な評価を可能にし、エンジニアが開発コストを最小限に抑えながら複数の設計案を比較検討することを可能にする。
これらの機能により、SLSの役割はビジュアルプロトタイピングにとどまらず、エンジニアリングチームが開発プロセスのより早い段階で製品性能を検証したり、必要に応じて少量生産の機能的な製造をサポートしたりすることが可能になります。
自動車燃料システムのデジタル開発の加速
自動車メーカーが開発サイクルを短縮し続けるにつれ、積層造形は試作品の製造や技術検証のためのますます実用的なツールになりつつある。
TPM3Dのソリューションは、産業用SLSハードウェアとエンジニアリンググレードのポリマー材料を組み合わせることで、自動車開発者が専用工具への依存度を低減し、設計の反復を加速させ、プロトタイプの製造コストを削減することを可能にします。
燃料タンクシステムなど、複数回の検証が必要となる用途において、SLS 3Dプリンティングは、テストに必要な機能性能を維持しながら、より迅速な設計判断を支援する柔軟な製造ワークフローを提供します。
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