自動車車体工業化のためのメガキャスティングにおける活動分野

本紹介内容は27. - 29. SEP 2022 | BAD NAUHEIM, GERMANY, Car Body Parts - from development to productionで発行された「自動車車体工業化のためのメガキャスティングにおける活動分野(Fields of Action in Mega-Casting for the Industrialization of Automotive Car Bodies)」の研究内容です。

1. 概要:

  • タイトル: 自動車車体工業化のためのメガキャスティングにおける活動分野 (Fields of Action in Mega-Casting for the Industrialization of Automotive Car Bodies)
  • 著者: Falko Fiedler, Georg Bergweiler 他
  • 出版年: 2022年
  • 出版ジャーナル/学会: 発表、Car Body Parts - from development to production
  • キーワード: メガキャスティング (Mega-Casting)、ギガキャスティング (Gigacasting)、自動車生産、ホワイトボディ (Body in White)、アルミニウムダイカスト、高圧ダイカスト

2. 要約 / 序論

自動車産業は、技術、変化する顧客行動、および強化された規制などの要因によって推進される変革プロセスを経験しています。高圧ダイカストプロセスであるメガキャスティングが登場し、自動車の車体生産を変える可能性を秘めています。この論文は、メガキャスティングの機会とリスクを提供することを目的としています。

3. 研究背景:

研究テーマの背景:

従来の自動車のホワイトボディ（BIW）生産には、高い投資とツーリングコスト、および限られた製品の柔軟性を伴うプレス工場と車体工場が含まれます。

既存の研究状況:

メガキャスティングに関する文献は確認されていません。
自動車産業におけるアルミニウム高圧ダイカスト（HPDC）の現在の用途には、主に中型から高級、スポーツ、高級車、およびSUVのショックタワーや縦方向ビームなどの構造部品が含まれます。最大4ktのダイロック力と30〜180秒のサイクル時間を含む、コールドチャンバーダイカストのサイクルが説明されています。[12]

研究の必要性:

メガキャスティングは自動車産業で注目を集めています。自動車産業の製品-生産システム全体に対するメガキャスティングの影響を理解する必要があります。

4. 研究目的と研究課題:

研究目的:

自動車車体工業化の文脈におけるメガキャスティングに関連する活動分野を分析すること。

主要な研究課題:

  • メガキャスティングは何を意味し、自動車生産はそのような「テッキー」（ビッグテック企業）から何を学ぶことができますか？
  • 自動車産業の製品-生産システム全体に対して、メガキャスティングはどのような機会と課題を持っていますか？

5. 研究方法論

研究デザイン:

複数の方法を組み合わせたアプローチが採用され、以下が含まれます。

  • 体系的インターネット調査（SIR）
  • 体系的文献調査（SLR）
  • 体系的特許調査（SPR）
  • グラウンデッド・セオリーに基づく専門家インタビュー

データ収集方法:

  • SIR: Google Webおよび画像検索、LinkedInの関連ビジネスアカウント、フォーラム、ニュースレター、企業ウェブサイト。
  • SLR: STARLITE-Method [23]、ScienceDirect、SpringerLink、RWTH大学図書館、Web of Scienceなどのデータベースは、派生した検索文字列とブール演算を使用して検索されました。
  • SPR: FAMPATおよびEspacenetデータベースは、IPC/CPCコード、キーワード、およびバック/フォワード分析を使用して検索されました。
  • 専門家インタビュー: TIERピラミッドに沿った33の企業/機関からの63人の専門家との半構造化インタビュー（1.5〜2時間）が実施されました。記録への同意が得られました[25]。

分析方法:

  • SIR/SLR/SPR: コンテンツ分析、セグメンテーション、およびデータバンクでの要約。
  • 専門家インタビュー: 見出しとコードによる評価、概念化と理論生成、生産コンセプトの開発、分析/評価。テキストパッセージの転写、匿名化、分類が実行されました[26]。

研究対象と範囲:

この研究は、組織、製品、生産、およびサプライヤーの視点を網羅する自動車産業内のメガキャスティングに焦点を当てました。

6. 主な研究結果:

主要な研究結果:

  • 組織: 多方向ユニボディ鋳造機[17]、構造部品用ダイカストアルミニウム合金[27]、および統合エネルギー吸収鋳物[29]に関連する3つのテスラ特許が確認されました。専門家インタビューによると、メガキャスティングに対する認識は2020年以降増加しており、OEMおよびTIER-1サプライヤーが深く関与しています。
  • 製品: 部品数と接合箇所を削減するメガキャスティングの強み。派生したメガキャスティングコンセプトには、1(+0)-piece、1+1-piece、3+1-piece、2+2-piece、および1+3-pieceが含まれ、比較されています。[33]
  • 生産: 専門家は、メガキャスティングの技術成熟度レベル（TRL）を、3+1および1-pieceコンセプトの場合、8程度、9に近づいていると推定しています。
  • サプライヤー: 多くのTier-1企業がメガキャスティングに関与しており、他の企業は事業損失の脅威にさらされています。[34]
    小型鋳造部品の需要が減少しているため、大幅な開発が必要です。[34]
    原材料サプライヤーはアルミニウムの需要が増加しています。

提示されたデータの分析:

  • SWOT分析。
  • ポーターのファイブフォース分析。
Evolution of Body in White Concepts and Allocation of Mega-Casting
Evolution of Body in White Concepts and Allocation of Mega-Casting

図表リスト:

  • [図1] コールドチャンバーダイカストのサイクル[12]
  • [図2] 車両フレームおよび関連方法のための多方向ユニボディ鋳造機[17]
  • [図3] 構造部品用ダイカストアルミニウム合金[27]
  • [図4] 統合エネルギー吸収鋳物[29]
  • [図5] 派生したメガキャスティングコンセプト[33]
  • [図6] ホワイトボディの歴史的発展[33]

7. 結論:

主要な調査結果の要約:

  • メガキャスティングは、現在のホワイトボディの課題に対する潜在的な解決策として浮上しています。
  • メガキャスティングに関する既存の文献は限られています。
  • メガキャスティングに対する業界の認識と関与は増加しています。

研究の学術的意義:

この研究は、既存の文献のギャップを埋め、自動車の文脈におけるメガキャスティングの最初の包括的な分析の1つを提供します。

実用的な意味:

この調査結果は、メガキャスティングが自動車の車体生産に革命をもたらし、複雑さを軽減し、効率を高め、新しい軽量化の機会をもたらす可能性があることを強調しています。ただし、既存のサプライヤー関係を混乱させ、大幅なプロセスの適応が必要になる可能性もあります。

研究の限界と今後の研究分野:

  • この研究は、メガキャスティングに関する公に入手可能なデータが不足していることによって制限されています。
  • 今後の研究には、定量的なオンライン調査、FESG要因を使用した潜在的な分析、および代表的なベンチマーク車体を使用した業界コンソーシアムの研究が含まれるべきです。

8. 参考文献:

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  • [03] Strama-MPS Maschinenbau. 2022. URL: https://www.strama-mps.de/loesungen/karosserierohbauanlagen/schluesselfertige-anlagen. Accessed September 28, 2022.
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  • [07] Gall, Constantin. 2021. “Wie Unternehmen Sich Auf Die Mobilität Der Zukunft Vorbereiten Können." URL: https://www.ey.com/de_de/automotive-transportation/zukunftstrends-der-automobilindustrie-im-ueberblick. Accessed September 28, 2022.
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9. 著作権:

  • この資料は「Falko Fiedler」の論文です: 「自動車車体工業化のためのメガキャスティングにおける活動分野」に基づいています。
  • 論文出典: DOI: 10.13140/RG.2.2.13349.17125

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