モータースポーツ用エンジンの製造における 3D プリント活用のメリット
デザイナーでありエンジニアでもある彼らは、ビレットパーツや炭素複合材パーツと一緒に 3D プリントパーツを使うという、ネルソンが言うところの「ハイブリッド製造法」という新しい方法を見出しました。
COVID のパンデミックにより社内での生産に影響が出る中、Hartley Engines and Motorsport 社はインテークに使用されているスロットルボディの再設計を行いました。スロットルボディはアルミビレット製で自社で加工していますが、インテークランナーやトランペットは 3D プリンターで製作しています。
「インテークランナーに使用している素材は、高耐熱性ナイロン（PA）に 25% の炭素繊維（CF）を用いたもので、PA-CF の温度特性はアルミニウムを凌駕しています。熱がゆっくりと伝わるので吸気経路が低温に保たれます。その低温の空気がエンジンに入ると、燃焼しやすいのです。」
「ランナーやトランペットを 3D プリントすることには、設計の自由度が高いという利点もあります。私たちはインテークの形状を非常に重要視しており、単に板を丸い穴に加工したものではなく、CAD を用いてシリンダーヘッドを設計し、その CAD モデルと一致する非常に複雑なカーブや形状を 3D プリントすることができます。」
INTAMSYS FUNMAT HT の導入前、Hartley Engines 社における高耐熱性ポリマーの 3D プリント成功率は 15 〜 20% 程度でした。
「最初に INTAMSYS FUNMAT HT を導入して以来、プリントの成功率は 95% です。業界の多くの人に、3D プリンターでパーツを生産するのは無理だと言われましたが、INTAMSYS はそれが間違っていることを証明してくれました！」
Hartley Engines 社は 1 台目の INTAMSYS FUNMAT HT を導入後、2 台目も購入しました。現在、同社工場にアディティブ・マニュファクチャリングの専門部署を構築中で、準備が整い次第、さらに 2 〜 4 台の INTAMSYS FUNMAT HT を導入する予定です。
Hartley Engines and Motorsport 社は、事業の拡大に伴い、部品をできるだけ早く市場に投入するという問題に常々直面しています。同社が作るものはすべてユニークなものであり、問題解決のためには新しいアプローチを必要としています。
「3D プリンターがすべての CNC 装置を置き換えると言うのは嘘になりますが、同様に、当社が導入した INTAMSYS FUNMAT HT のようなコスト効率の良い 3D プリンターで製品の生産ができないと言うのは短絡的と言えるでしょう。」
「INTAMSYS FUNMAT HT は、5 軸の CNC マシンの 30 分の 1 のコストで、消費者にとって価値のある製品を作ることを可能にしました。ですから、たとえパーツ 1 個あたりの時間が 3D プリンターを用いることでかなり遅くなっても、バッチ作業で複数のプリンターを同時に稼働させる余裕ができ、実際に CNC マシンをセットアップするよりも効率が良くなるケースもあります。投資対効果が非常に高いのです！」
従来の生産方式で仕事をしてきた方なら誰でもご存知の通り、セットアップとツーリングにはコストも時間もかかります。
「以前は 1 つのパーツの加工や製作を行うために、何時間もかけて機械をセットアップし、ツーリングを行っていました。今は INTAMSYS FUNMAT HT を温めて、スタートボタンを押すだけです。工具もセットアップも必要ありません。」
NTAMSYS FUNMAT HT 使用後、Hartley Engines and Motorsport 社はプリントパーツが非常に良いものになることはすでに確信していましたが、その性能に驚いたと述べています。ネルソン氏は、「高耐熱性パーツの品質は素晴らしく、それらの販売のため生産を開始したところです。3 〜 4 年ほど前から開発を進めてきましたが、INTAMSYS FUNMAT HT を導入してからは、それまで抱えていた問題の 99% を解決することができました。」と語りました。パーツを分割してのプリントと組み立てによりサイズのバリエーションが増え、さらに速く生産できるようになったことで、今後は Hartley Engines and Motorsport 社が設計を行っている多くのインテークマニホールドとプレナムを、彼らが編み出したこの新しいリーン生産方式で生産していくことになります。
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