Stratasys Blog

Lamborghini社はストラタシス3Dプリンタで
プロトタイプとレース実装部品を製造、
自動車エンジニアリングを新たな領域へ導く

Lambor-TN
50年の伝統を持つLamborghiniブランドは、究極かつ妥協のない自動車設計の代名詞となりました。

50年の歴史を持ち、究極かつ妥協のない自動車設計の代名詞となったブランドであるLamborghiniは、優れた自動車としての高い評価を維持するにあたり、その時々で最先端のテクノロジーを採用してきました。この目的の達成に貢献している技術の1つが、同社が継続して使用しているストラタシスのFDM方式を採用した3Dプリント技術であり、Lamborghini社はラピッド・プロトタイピング技術からエンドユース部品のダイレクト・デジタル・マニュファクチャリングまで、各部品の全ライフサイクルにわたって同技術を採用しています。以下に述べるように、ストラタシスのアディティブ・マニュファクチャリング技術は自動車エンジニアリングの分野でいくつかの大きな利点があります。例えば、デジタル環境の中で製造が行われることによってデザインの自由度が拡大する、機能プロトタイプ部品の開発スピードが加速する、熱可塑性プラスチックを用いた耐久性・耐熱性部品の製作が可能になる、市場の需要への迅速な対応を可能にする、といった利点が挙げられます。

 

複雑な形状を持つ頑丈なパーツを記録的な早さで製作

Lamborghini社・車体技術部(car body technical department)のファビオ・ セラザネッティ氏によると、苛酷な高速レーシング環境に十分耐えうるだけの高強度エンドユース部品製作への要望と、非常に厳しいスケジュールの中で複雑なジオメトリのパーツを製作する必要性に迫られて、同社のエンジニアはストラタシス製Fortus 3Dプロダクションシステムの活用を検討しました。

「私達に求められているすべての要求事項に対して非常に容易に対応できることから、当社では各種エンドユースパーツを製作する際にストラタシスのFDM方式を採用した3Dプリント技術を活用しています。」と同氏は述べます。「自動車レースの世界では、設計範囲に制約がないと考えられる環境下で耐久性の高いパーツやコンポーネントを極めて迅速に製作することによって、これまでにない優位性を得ることができます。当社は通常、Fortus 3D プロダクションシステムを断面・輪郭形状やエアダクトなど、高性能かつ審美性に優れた部品の製作に使用していますが、これらの用途以外にも活用しています」。

 

アディティブ・マニュファクチャリングを内製化することにより
プロトタイピングを加速

fortus

レーストラックを離れた場面でも、ストラタシスはコストを大幅に削減し、ワークフローの効率性を強化することにより、Lamborghini社へのラピッド・プロトタイピング技術の活用を加速しています。同社ではこれまで、プロトタイピングが必要な場合にはこれらの業務を外注していましたが、2007年にイタリアの販売代理店であるEnergy Group s.r.l社から購入したストラタシス製Dimension 1200es 3Dプリンタを社内に導入すると共にプロトタイピング業務を内製化しました。この導入に続いて3年後には、ストラタシス製Fortus 360mc プロダクションシステム*が導入されました。その後、最新の設備投資として2013年にEnergy Groupから大型ビルドエンベロープを備えたパワフルなFortus 400mc プロダクションシステム* を導入しました。

セラザネッティ氏が説明するように、社内にFDMプリンティング・システムを導入することで、迅速かつ目に見える形で大きなメリットが多く得られました。「ラピッド・プロトタイピング業務を外注することは、時間とコストの両方で負担が大きいことが判明しました。」と同氏は述べます。「現在、当社ではこうした各プロジェクトに対してより全体的な視点から管理を行っており、各プロセスにおけるリードタイムの最適化やコストの削減を実現しています」。

セラザネッティ氏と彼のチームは、主にストラタシスのテクノロジーを設計検証や適合性・形状確認用のスケールモデルおよび高機能プロトタイプ部品の製作に活用しています。これらの部品には、バンパー、フロントグリル、審美性に優れたフレームやエンジンルーム内の部品などの外装部品から、ドアパネル、シートカバー、ハンドルなどの内装部品、コンベヤーおよびエアーヒーターなどのエアロパーツ・コンポーネントまであらゆるものが含まれます。FDMにより金型を削減することが可能になり、これによってコストダウンを図ると共に製造上の制約を受けることなく新しいデザインでの反復作業を迅速に行うことが可能になりました。

*Fortus 360mcは380mcに、Fortus400mcは450mcにアップグレードされました。

あらゆる場面で材料の使用が可能

ストラタシス Fortus 400mc 3Dプロダクションシステムで使用されるULTEM 9085を用いて大気吸気エンジン用の吸気管を3Dプリント
ストラタシス Fortus 400mc 3Dプロダクションシステムで使用されるULTEM 9085を用いて大気吸気エンジン用の吸気管を3Dプリントすることにより、迅速かつ費用対効果の高い機能テストが可能になりました。

これらのアプリケーションにおける材料の選定基準は、組み立て時および寸法試験時や機械的試験時に求められる高温条件下での要求事項によって異なります。

「私達は、最終製品に用いられる材料の特性を可能な限り再現できる材料を使用したいと考えています」とセラザネッティ氏は説明します。「例えば現在、私達がフロントグリル用の高性能部品を製作する場合は、エンジンルームからの高温にさらされることを考慮し、Fortus 400mcの上でストラタシスのULTEM 9085 FDM熱可塑性プラスチックを使用してこれらの部品を製作しています」。

「私達は生産グレードの熱可塑性プラスチックであるABS-M30PC-ABSも使用しています」と同氏は述べます。「実際、この材料は明確で優れた特性を有しており、また表面仕上げも優れていることから、審美性に優れた仕上がりが可能になります。このためこの材料は特定の内装部品に最適の材料と言えます」。

これ以外にもセラザネッティ氏と彼のチームは、Lamborghini社の先進複合素材研究センター(Advanced Composite Research Center)に所属する技術者から時々受ける緊急の依頼に対応する際にもULTEM熱可塑性プラスチックを使用しています。「私達は時々、ULTEM材のモデルをベースにして、その上に非常に薄い炭素繊維シートを敷いて成型した炭素繊維部品の製作を求められます」と同氏は説明します。「このようなULTEM材の活用法はFDMテクノロジーの重要な特性を反映した手法であり、これによって限られたスケジュールの中で技術者が他に選択肢を持たない状況でも、非常に頑丈で複雑なパーツを迅速かつ自信を持って製作することができます」。

Fortus 400mc 3Dプロダクションシステムを使用し、強固なULTEM 9085樹脂を用いて3Dプリントされたエルボ型ドアサポートパネル
このパーツはストラタシス製Fortus 400mc 3Dプロダクションシステムを使用し、強固なULTEM 9085樹脂を用いて3Dプリントされたエルボ型ドアサポートパネルです。このようにLamborghini社のデザイナーは実質的にあらゆる形状のパーツを容易に製作することができます。

チームは通常、Lamborghini社の品質管理部門内に設けられた専用の場所において、機能プロトタイプ部品を静的スケールモデルカーに搭載して試験を行っています。同時に、3Dプリントされたパーツを同社の新型モデルの中で開発中のプロトタイプモデルにも搭載しています。これらのモデルカーは、開発段階において特定のパーツに対するより現実的な性能評価を行うために、さらに集中的なトラック試験や路上試験を受けることになります。

さらにその先の道を目指す勝利のためのパートナーシップ

Lamborghini社のラピッド・プロトタイピング業務の中でコストと生産効率性の両方を著しく向上させた実績を考慮した上で、セラザネッティ氏は、ストラタシスの3Dプリント技術によって同氏と彼のチームにゆとりができたことを認めています。

「現在のところ、ストラタシスのテクノロジーは最も迅速かつ最も経済的な試作部品の製作方法を私達に提供している」と同氏は述べました。

 

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Carrie Wyman

Carrie Wyman

Carrie is a technology and 3D printing enthusiast, with a passion for beautiful design.

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