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May 12, 2023

ブライトスパーク: 銅製 3D プリント技術の Markforged

La strada verso veicoli a emissioni zero inizia con piccole parti.claudia

ゼロエミッション車への道は小さな部品から始まります。 Claudia Schergna 氏が Markforged に、同社の銅製 3D プリンティング技術が自動車デザイナーの効率的な部品作成にどのように役立つかについて語ります。

自動車市場ではすでに電気自動車（EV）が大幅に成長しています。 英国市場だけでも 2016 年から 2022 年の間に 800% 以上成長しており、今後数年間にわたって新車販売の原動力となることが期待されています。 自動車メーカーは、需要にもかかわらず、製造上の問題により収益性の達成に苦労していると報告しています。 サプライチェーン全体が EV を中心に構築されているにもかかわらず、そのコンポーネントを効率的に生産するには依然として非常に複雑です。

他の多くの業界と同様に、自動車で積層造形 (AM) を使用してコンポーネントのプロトタイプを作成することは、市場投入までの時間を短縮し、リソースを節約する機会となります。 新しい

Markforged の純銅材料と Metal X システムは、コスト削減と設計の最適化を目的として、自動車の研究開発でバスバーなどのコンポーネントの試作に使用されています。

バスバーは、集中的な電気用途でサブシステムに電流を分配する導電性の金属バーです。 したがって、EV で最適な電気的性能を達成するには不可欠なコンポーネントです。

エンジニアは複数の制約に対処する必要があるため、適切なバスバーの設計は複雑になる場合があります。 特に、実行可能な設計では、フォームファクターと熱放散要件の両方の境界内で機能することが必要です。

EV のバスバーは通常、導電率が高い純銅で作られています。 しかし、銅はその優れた電気的特性にもかかわらず、従来の製造では扱うのが難しく、そのため価格が高く、リードタイムが長くなってしまいます。 これらの課題を軽減するには、金属 3D プリンティングが最適な候補です。

最適化された部品を作成するには数回の反復が必要になる可能性があることを考えると、これらの高コストと長いリードタイムにより、設計者はいくつかの妥協を強いられる可能性があり、時間の制約により最適な設計が得られない可能性があります。

純銅を 3D プリントしてバスバー設計のプロトタイプを作成することにより、電気自動車サプライヤーはいくつかの競争上の利点を享受できます。 純銅で 3D プリントできるため、車両サプライヤーは反復ごとにコストを削減し、マシンセンターのボトルネックによる長いリードタイムを回避できます。 また、エンジニアはより実験的な設計を迅速にテストできるようになります。

Markforged 社は、バスバーのプロトタイプを作成する従来の製造プロセスでは通常、反復ごとに約 160 ポンド以上のコストがかかり、リードタイムは 3 週間かかると見積もっています。 対照的に、純銅で Metal X システムを使用してバスバーのプロトタイプを印刷する場合、コストはわずか 45 ポンド程度で、リードタイムはわずか 3 日です。

これは、Metal X が従来の製造で 1 回の反復を行うのと同じ時間で約 9 回の反復を実行できることを意味し、エンジニアは部品の到着を待つ間に費やされる時間内に設計をテストできるようになります。

Markforged Metal X は、銅の印刷を可能にする唯一の技術ではありませんが、他の銅合金では同じ性能が得られないため、バスバーの製造に必要な純銅の印刷を可能にする唯一の技術であると同社は主張しています。 。

3D プリントのプロトタイプを作成できる機能は非常に価値があり、短納期の製造はワークフローに革命的な効果をもたらし、貴重な機械工の帯域幅を解放し、プロトタイプを入手するためのサードパーティ サービスの使用に関連するコストを削減します。

バスバー以外にも、3D プリントされた純銅はヒートシンク、交換器、コールド プレートなどの EV 用途にも使用されています。

プロトタイピング能力の高速化により設計サイクルが大幅に向上し、従来の製造と比較してより高いレベルの最適化が可能になります。

これらの特性は、時間とコストの最適化が優先されるアプリケーションにとって特に重要であり、EV 開発はこれらのプレッシャーが最も感じられる分野の 1 つです。

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