自動車産業におけるラピッドプロトタイピング

初めに

プロトタイピングは、製品開発におけるテストプロセスの重要なステップです。 製品を市場へ進出する前に、試作品を作ってその有効性を確認することが重要です。しかし、機能プロトタイプの重要性は、自動車産業における製品開発というような一工程にとどまるものではありません。

自動車業界では、３Ｄプリンティング、ＣＮＣ加工、真空注型など、様々な手法で市場テスト用のモデルを構築することに取り組みます。

自動的なプロトタイピングは、自動車のエンジニアリングプロセス全体において重要な役割を担っています。新製品を消費者にとって魅力的なものにする方法、製品製造への投資に対する関係者の信頼を得る方法、そして最も重要なことですが、最終用途に向けた安全性を確保する方法を把握することができます。

自動車業界において、なぜ機能性プロトタイプが重要なのか、ここでは自動車製品開発におけるプロトタイプの使われ方を見てみましょう。

自動車産業におけるラピッドプロトタイピングの観念

シーンマッピングは、シミュレーション、バーチャルテスト、マルチフィジックスモデリングを含むプロセスで、企業が製品のプロトタイプを安全にテスト・検証することを可能にするものです。それに、また、シーンマッピングにより、メーカーは事故現場を確認し、衝撃データを分析することができます。

自動車業界で、シーンマッピングはラピッドプロトタイピングに道を築きました。生産の最終段階において従来のモデリングに取って代わるものです。プロトタイプが全ての安全テストを合格すれば、製作のプロセスに移されます。

3Dモデリングが最も影響を与えるのは、デザイン手順の初期段階です。これにより、新しいデザインやイノベーションを迅速に生産に移せるラピッドプロトタイピングが可能になり、欠陥のない高品質な製品の開発プロセスが増加します。

自動車メーカーにとって、業界レベルの安全基準を満たすために、精密に作られた自動車部品を持つことは極めて重要です。さらに、ラピッドプロトタイピングを使用することで、メーカーは迅速かつ熟練したパーツを手に入れることができます。

ラピッドプロトタイピングで作られた自動車部品は、正確な仕様と機能をミスなく達成することができます。さらに、ラピッドプロトタイピングは、1つのスタイルから別のスタイルへと素早くデザインを変更する柔軟性をメーカーにもたらします。

ラピッドプロトタイピングのパーツは自動車メーカーにとって非常に安価なものです。ラピッドプロトタイピングに使用される機械は、さまざまな作業を行うことができます。更に、同技術でリサイクル可能な素材の使用で環境に配慮した製品となっています。

機能的な自動車プロトタイプの作り方

市場テスト用の機能的なプロトタイプの作り方は多くて、提案を短時間で現実のものにするものです。ここで、機能的なプロトタイプを開発するために広く使われている方法のいくつかを紹介します。

ほとんどのメーカーでプロトタイピングに総合的に使用されるコンピュータ数値制御 (CNC)は方法は、機能的なプロトタイプの生産に精確な寸法と適合な素材をもたらす。更に、CNC 加工は美的外観のための優れた表面仕上げを作成することができます。

一般的にあらゆる部品を短時間で生産するために使用される真空注型は、市場テストための機能的なプロトタイプの開発用のシリコンモデルを含む。したがって、少量生産に向いている。

3Ｄプリンティングで部品を開発際に利用できる素材はいくつかあります。同技術では、表面仕上げに優れた3次元のプロトタイプを構築し、テスト目的で使用することができます。

自動車製品発展における機能的なプロトタイピングの重要性

自動車産業における製品開発にとって、機能的なプロトタイプは重要な役割を担っています。自動車業界は非常に競争の激しい分野であり、製造会社が新しいデザインとイノベーションを定期的に導入することで、他社に先駆けて行動する必要があります。

試作が必要な自動車製品の開発段階

自動車業界における製品開発の様々な段階を通して作られます。ここでは、それらのステップを見てみましょう-

1. 観念立証段階

プロトタイピングは第一段階で、予備デザインを作成することができます。同段階において、メーカーはプロトタイプでデザインの物理的な形状を得て立証して、出資者とお客様へコンセプトを提示し、売ることが可能になります。

この段階で作られるプロトタイプは、量産に入る前にアイディアを視覚化し、プロジェクトチームと情報を共有することがほとんどない基本的な試作品です。

2. 先行開発段階

初期デザインが出資者とお客様で立証されば、製品の機能を特定するために、より上品で精確なプロトタイプが必要となります。そこで、エンジニアはこの段階で実際の自動車に適合するためのプロトタイプを作成します。

この段階は「mule stage」とも呼ばれます。同段階により、エンジニアはプロトタイプが車に収まる方法を確認し、また他の要素に対する性能を検証することができます。

3. 生産立証段階

mule stageが終わると、プロトタイプは組立工場へ運ばれます。この段階では、デザインナーがＣＮＣ加工、金属プレスといった金属組立方法により、自動車の最終的なプロトタイプを開発します。

同時に、この段階ではメーカーは生産上の問題点を突き止め、コストを決定します。

4. 顧客検査段階

車両を使用するお客様やフォーカスグループからの貴重なフィードバックは、企業が出資者にコンセプトを売り込み、最終製品に適した素材を決定するのに役立ちます。さらに、プロトタイプの市場テストにも有効です。

5. 安全試験段階

上述のように、安全性テストは自動車産業では最も重要な課題です。このプロセスは機能的なプロトタイプがエンド・ユーザーにとって安全かどうかを確認するための最良の方法だけでなく、エンジニアがお客様の安全を確保するために、それを通して潜在的なリスクを評価し、修正することができるものです。

6. 最終検証段階

量産に入る前に、プロトタイプは製造検証を受ける必要があります。プロトタイプは、全ての安全性検証を合格しなければ、生産が始まらなく、最終製品が車に搭載されて市場に進出されられないないです。

自動車産業における機能的なプロトタイプの重要性

設計誤差の最小化

プロトタイプを使用することで、生産チームはどんなデザインでも素早く手間なく変更でき、時間、コスト、余分な作業を削減することができます。Fordは、3Dプリントによるプロトタイプを使用して、毎月最大44万ドルのコスト削減を実現しています。

顧客検査の許可

プロトタイプを使用することで、エンジニアはフォーカスグループとお客様に向かうどんな製品を検査できます。更に、プロトタイプは貴重なフィードバックを提供するため、生産チームがアイディアを早期に変え、それに従って作業を行うのに役立ちます。

チームコミュニケーションの向上

製品を作成することにはチームワークが必要です。生産チームはプロトタイプを目の前にすると、その良い点と悪い点を評価することで、アイデアやコンセプトを効果的に伝え、共有することができます。

投資家への誘致

格好で効果的なプロトタイプは、必ずや投資者を惹きつけます。投資家は、単なるアイデアやコンセプトに小銭を使うのではなく、物理的な形の製品が必要なのです。プロトタイプは、アイデアを視覚化することで、お客様からの投資を得ます。

まとめ

製品開発は市場テスト、投資者誘引、エンド・ユーザーの安全保障にとって素敵な資源であるプロトタイプに大きく依存します。自動車産業では量産前に、製品の性能を検査・分析するために、機能的なプロトタイプを生産します。さらに、生産前に問題を発見することができるため、メーカーとお客様の双方にとって費用対効果の高いものとなっています。

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