Toyota Industries лидирует инновации 3D-печати: от прототипирования к массовому производству

В R&D Administration Center Toyota Industries Corp. в Японии инженеры намеренно выбирают наиболее подходящий метод производства для каждого приложения, а не принимают новые машины просто потому, что они существуют. Эта практика отражает культуру здоровой внутренней конкуренции компании и убеждение, что фронтовые сотрудники должны выбирать оборудование, которое они используют.

Toyota Industries начала как производитель ткацких станков, но сегодня ведет разнообразные R&D проекты и производит критические компоненты такие как компрессоры, двигатели, DC-DC преобразователи, бортовые батареи и зарядные инвертеры для своей автолинии.

Мы говорили с менеджером группы Хироюки Ойва, который ведет стратегию аддитивного производства (AM) с 2019 года, о том, как компания эволюционировала свой подход к 3D-печати.

Ойва объясняет, что группа Toyota не монолитная сущность; каждая дочерняя компания работает независимо, и когда нужны перекрывающиеся детали, внутренняя конкуренция определяет финальный дизайн, принятый для автомобилей Toyota.

В авто Toyota Industries производит двигатели, компрессоры для кондиционеров, DC-DC преобразователи, бортовые батареи и зарядные инвертеры, конвертирующие напряжение авто в 100 В, позволяя бытовые розетки для мобильного использования. Компания также поставляет промышленные транспортные средства такие как вилочные погрузчики и текстильные машины.

Когда Ойва присоединился к R&D Administration Center в 2019, единственной 3D-печатающей технологией в использовании был струйный принтер для крупномасштабных цветных прототипов. Хотя качество вывода было высоким, струйная печать была неподходяща для конечных деталей, побуждая смену к более универсальным AM-решениям.

Ойва и лидер производства опросили руководителей отделов, независимо использовавших принтеры FDM (плавящееся депонирование), сформировав «Группу связи 3D-принтеров» для координации компании-широкого принятия за пределами прототипирования.

Глобальное исследование принтеров для массового производства выявило стереолитографию (SLA) и селективное лазерное спекание (SLS) как наиболее перспективные технологии.

Toyota приобрела Formlabs Form 3 и второй SLA-принтер, позволяя командам тестировать оба и выбирать лучшее соответствие.

Разные отделы выбирали принтеры и материалы для конкретных задач, делясь извлеченными уроками. Коллективное предпочтение установилось на Form 3.

Ойва атрибутирует выбор универсальности материалов: пока промышленная смола другого принтера была дисконтинуирована вскоре после запуска, Form 3 поддерживал широкий спектр смол, встречая разные потребности приложений.

Когда Form 4, SLA-принтер нового поколения с рекордной скоростью, вышел на рынок, Toyota приняла его в партнерстве с Harada Vehicle Design, отвечая на запросы фронтлайна.

Та же философия руководила принятием серии Fuse SLS-принтеров. Изначально колебаясь из-за остаточного порошка и проблем с поверхностной чистотой, Ойва был убежден после презентации Синьи Такеи из Owl Craft, который продемонстрировал успешные конечные детали и решение Fuse Blast для автоматизированной пост-обработки.

После входа серии Fuse в производство запросы умножились по отделам, включая экологические, PR и дизайнерские команды.

Выделяющийся кейс — компонент оценки мотора со сложной геометрией обмотки катушек. SLA мог изготовить форму, но SLS обеспечивал требуемую механическую прочность и устранил поддерживающие структуры, позволяя более высокую точность.

Отсутствие поддерживающего материала и тонкая детализация, достижимая с SLS, заработали повторные заказы и высокую похвалу от пользователей.

В честь столетия Toyota легкий, теплостойкий световой прибор, вдохновленный шатлом автоматического ткацкого станка, был напечатан для вестибюля нового HQ с порошком PA12 nylon.

Точность и детализация, доставляемые серией Fuse, в комбинации с популярностью PA12, также произвели первый поколение набора рычагов вилочного погрузчика, впечатливший инженеров своей изящностью.

Текущий микс запросов: примерно 30% джиги и 60% прототипы, из которых 40% служат функциональной оценке и 20% тесту посадки и формы.

Конечная амбиция Ойвы — масштабировать аддитивное производство до объемов массового производства.

3D-печатающая комната обладает высоким потолком, очистителями воздуха и выделенным оборудованием для удаления порошка, таким как Fuse Sift, для обеспечения безопасного и эффективного рабочего процесса.

Среднесрочные планы включают приобретение крупноформатных порошково-бэд фьюжн машин как Jet Fusion, но стратегия — сначала освоить меньшие блоки серии Fuse перед масштабированием.

Хотя AM значительно продвинулся, Ойва признает, что массовое производство остается финальным барьером перед широко распространенным принятием на японских производственных площадках. Тем не менее, он привержен ежегодному прогрессу.

Ойва также служит инструктором японской AM-команды на WorldSkills Competition 2026 в Шанхае, подчеркивая его лидерство в области.

Культура внутренней конкуренции Toyota и принцип предоставления фронтлайн-персоналу автономии в выборе оборудования ускорили внедрение AM компании, ejemplифицированное успешным развертыванием принтеров Formlabs в R&D Administration Center.

Исследуйте 3D-принтеры Formlabs, чтобы узнать больше, или свяжитесь с продажами.