事例：株式会社イメイド

1.はじめに

AM部品開発支援を活用されたのは、『株式会社イメイド』と『ものづくりネットワーク沖縄』が手掛ける、
電動モビリティの部品です。
電動モビリティは、”made in 沖縄”をコンセプトに車両開発・製造・販売まで手掛けている事業であり、
沖縄県の大型宿泊施設や観光施設などで実用化されています。
電動モビリティの航続距離を伸ばすことを計画しましたが、
アイデアを実現することが難しくtoDMGサービスを活用することになりました。
今回のプロジェクトでは、部品軽量化によるEV車両の電費延長を目的として部品開発を実施するとともに、
将来的なAMビジネスの可能性とAM技術の理解向上を目指した取り組みとなります。

2.パーツスクリーニング

toDIMでは、AMアプリケーション開発において、
要件定義から設計、製造、品質管理までのトータルプロセスを支援しています。
要件定義フェーズでは、【パーツスクリーニング】と呼ばれる、
顧客課題・要望・サイズ・材質・必要強度等から積層造形に最適な部品を選定する作業を行います。

今回対象となる車体には、バンパー、タイヤ内側の足回り構造、シート、シート下側の電池搭載部・・・と、
多くの部品から構成されています。
この中から、従来工法では実現できなかった「軽量化」「剛性維持」「耐食性」等の課題を持つ、
フロントバンパーブラケットを選択することになりました。

3.最適化設計（ジェネレーティブデザイン）

パーツスクリーニングにて選定した部品に対し、Fusion360のジェネレーティブデザイン機能で最適化を実施しました。

今回設計変更に使用するジェネレーディブデザインについて簡単に説明を行います。
使用するソフトはAutodesk社のFusion360です。
ジェネレーティブデザインは設計検討プロセスです。デザイナーやエンジニアは、設計目標とともに機能、空間条件、材料、製造方法、コストの制約などのパラメーターをソフトに入力します。
ソフトは、可能性のあるソリューションをすべて見つけ出し、設計案をすばやく生成します。
ジェネレーティブデザインではパラメーターごとに形状が出力されますので、その中からユーザーが形状を決定することになります。

次から実際に行った作業を工程ごとに説明していきます。

4.DfAM（Design for Additive Manufacturing）:AMを活かす設計

ジェネレーティブデザインで計算された形状は、そのまま造形・加工するには難しい部分が存在します。
また、積層造形（AM）を行うにあたり、「積層造形のメリットを最大限に活かす設計：DfAM」が重要となります。
今回の形状に対しては、下記の修正を実施しました。
　●サポートの検討：サポート材ができる限り少なくなるような形状の変更
　●ジェネレーティブデザイン特有の形状変更：細い梁のような形状を修正し、少し太く修正
　●造形ひずみ低減対策：造形時のひずみを低減するためのテクスチャーを付与

また、NetFabbにて、造形時サポート設計の結果比較・ネスティングのシミュレーションを実施しました。
オリジナルのサポート生成結果と比べ、DfAM実施後、サポート体積は約1/5となりました。
サポートの体積が減ることにより、造形時間・造形粉末費の削減に繋がります。

5.造形・切削加工・後処理

今回、toDIMネットワークのパートナーであるサービスビューロー様で造形を実施しました。
造形機はDMG Mori LASERTEC 30 SLMです。
切削加工に関しては、ものづくりネットワーク沖縄様で実施しました。

また、アルマイト処理もtoDIMネットワークのパートナー様で実施しました。
造形から後処理まで支援させて頂くことが可能です。

6.結果

今回の取り組みにおける課題解決の判定結果と詳細は以下の通りです。
掲げていた目標から大きく向上することができ、AMを活用した次のビジネスの期待に繋がる結果となりました。

7.【追記】圧縮試験結果