専門家へのインタビュー：pencerw.comおよびnTopologyのSpencer Wright

製造業の世界に関わるほとんどすべての人が、ある時点でスペンサーライトのブログや製造業のニュースレターを閲覧したことでしょう。スペンサーは、金属積層造形のワークフローの長年の専門家であり、nTopologyの研究およびパートナーシップの責任者です。スペンサーは親切にもRPプラットフォームに腰を下ろし、AMと従来の製造の両方における彼の経歴、最適化されたワークフローを設計する現在の仕事、そして近い将来にこの分野がどのように進化するかについて話し合いました。

もともと3Dプリントに興味を持ったきっかけは何ですか？

かっこいいからメタルプリントに興味を持ちました！

私のバックグラウンドは伝統的な製造業です。私はプロジェクトマネージャー、プロダクトマネージャー、かなりまともな機械設計者です…私は何年にもわたってカスタム自転車フレームを作りました。その後、電気機械アセンブリを開発しているプロトタイピングショップで働いていたので、組み込みシステムの設計の経験を積みました。

私は2012年にニューヨークに引っ越し、一歩下がって、従来の方法で製造されたものに取り組み続けながら、自分が何に焦点を合わせたいかを考えていました。しかし、私は少し違うものを探していました。当時、MakerbotとShapewaysは、ニューヨークのハードウェアシーンで非常に大きな存在でした。どちらも非常に興味深い会社ですが、機械的なもの、つまり構造的、機能的なもののバックグラウンドを持っているので、興味を持ち、いくつかの異なる金属印刷技術について聞いたことがあります。これは、GEがモリスを買収したのとほぼ同じ時期でした。モリスはここ米国で大きな飛躍を遂げました。当時GEと多くの仕事をしていたUndercurrentという戦略会社で働いていたたくさんの人たちと仲良くなり、結局彼らにフルタイムで参加することになりました。

その仕事を通して、私は金属粉末床の融合に気づきました。 3DプリントがX、Y、Zをどのように変えるかについては多くのマーケティングがありましたが、「ここでコンテキストを取得しましょう」と思いました。製造工程は非常に安定しています。押し出し、鋳造、鍛造、機械加工…これらは数十億ドル規模の産業です。金属印刷はそれらとどのように比較されますか？

それで私はそれを調べ始めました、そしてこれらのプリンターがおよそ100万ドルの費用がかかるのを見つけました、それはCNCミルと比較して多額のように見えました。だから問題は、「彼らは何を印刷できるのか」ということでした。ビルドプラットフォームはブレッドボックスとほぼ同じサイズだったので、ブレッドボックスに収まり、軽量であるか、いくつかの興味深いデザイン要素を持つことでメリットが得られる可能性のある価値の高いパーツは何ですか？

今日の金属印刷業界のほとんどは、航空宇宙、医療用インプラント、または石油とガスの部品ですが、私が思いついた答えは自転車の部品でした。人々はほんの少し軽いか少し良く合うものに多額のお金を払うので、それは実際には素晴らしい産業です。本当にユニークに見える、明らかに未来的な部分を印刷できれば、そのような人々はそうします。

技術については何も知りませんでしたが、部品の設計方法、部品の調達方法、質問の方法は知っていました。それで、私はこれらの3つのスキル（そして、市場の大きな穴であったブログとニュースレターを持っていたという事実）を使用して、それで働き続けました。パーツのデザインと印刷をして、それについて書いていたのですが、それが物になりました。私が仕事をしていると、シーメンスやフィリップスのような会社の人たちから、私よりもずっと上手な人たちから、突然の電話がどんどん増えていきました。そこに私の声が伝わり、これらの会社の人々にアクセスできるようになったので、質問をしたり、彼らが何を経験していたかを見つけることができました。

その頃、自分のキャリアの中で少し違うものを探していました。私はフルタイムで製造と設計のワークフローに専念することに決めたので、現在は産業用3D印刷用の設計ソフトウェアを作成するnTopologyで働いています。私がしていることのほとんどは、ソフトウェアが残りのツールチェーンにどのように適合するかを理解することです。このサイクル全体にわたってお客様のワークフローを追跡し、そのエクスペリエンスを向上させるにはどうすればよいですか？

従来の製造業のバックグラウンドは、多くの人よりもはるかに有機的な方法で3D印刷に取り組んでいることを意味しているようです。問題から始めて、問題を修正するための適切なツールとして3D印刷を特定します。同意しますか？

ええ、間違いなく。同時に、仕事に適したテクノロジーを使用することに関心があります。私は常にデザインプロジェクトをいじっています。私はそれらのいくつかを印刷しますが、私もそれらのいくつかをCNCします。毎週、ビジネスアイデアがあり、それを3Dプリントしたいとのメールが届きます。私の質問はいつも「なぜそれを印刷したいのですか？」

これは今日の印刷に関して本当にユニークなことであり、なぜ誰かが印刷された部品を欲しがるのかを立証する上で、テックプレスはおそらく素晴らしい仕事をしていないと思います。 「Xを印刷して素晴らしいものになる」という話はたくさんありますが、それがどのように誰にとってもメリットになるのか、マスコミは疑問視するのが苦手だと思います。何かを探しているときは、それが印刷されているかどうかは気にしません。消費者は物事が印刷されているかどうかを気にせず、企業は確かに気にしません。彼らが気にしているのは、この製品のパフォーマンスが優れているか、コストが低いか、または入手しやすいかどうかです。

肝心なのは、大多数の部品にとって、印刷は良い解決策ではないということです。軽量化が必要なものについては、内部通路を組み込んで組み立てを簡素化できるためです。これらは実際のメリットです。私にとっては、これらのアプリケーションと、業界を調べてそれが印刷に適しているかどうかを判断するために使用できるヒューリスティックを理解しています。

人々への私のアドバイスは、アプリケーションを印刷しようとしないでください。印刷には本当に良いものがあり、それらに焦点を当てる必要があります。

最近の良い例は何ですか？

私たちはいくつかの主要産業で働いています。これらのさまざまな業界全体で、クライアントが望む正確な機械的特性を備えた格子[軽量]構造を設計しています。

最大のものは、規制環境が非常に複雑な航空宇宙（ロケットと宇宙船）です。たとえば、部品を検査し、X飛行時間後も部品が良好であることを確認する方法について重要な質問があります。航空宇宙には最も厳しい要件があるため、それらを満たすことができれば、通常、他の業界のニーズを満たすことができます！

また、設計ニーズが大きく異なる医療用インプラントにも大きな存在感を示していますが、それでも非常に高度に規制されています。また、特定の方法でエネルギーを吸収する部品を製造している多くの消費者向けテクノロジー企業とも協力しています。靴会社はそれについて非常に公表されていますが、パディングのようなものを印刷することを検討している他のスポーツウェア会社があります。人の体が何かに衝突したとき、あなたはそのエネルギーを吸収して、それが彼らの骨に伝達されないようにしたいのです。フォームはそれで問題ありませんが、パッドを通してではなく、さまざまな構造を使用してエネルギーを外側に放散させることができます。

特に複数のソフトウェアプラットフォームが関係している場合、企業のワークフローに関して多くの学習曲線があると思いますか？

これらはかなり複雑です。自分のコンピューターで50,000ドル相当のエンジニアリングソフトウェアを同時に実行していることに気付くことがあります。幸いなことに、ロケットの部品であろうと靴であろうと、何に取り組んでいても、私たちが目にするソフトウェアの口径は通常、かなり似ています。お客様が通常使用するCADプログラムは半ダースあり、その後、いくつかの異なる分析パッケージと製造ソフトウェアプラットフォームがあります。

違いはありますが、全体的な要件は非常に似ています。これらは深刻なニーズを持つ深刻なエンジニアリング会社であるため、トレーサビリティを維持し、規制環境を満たし、ドキュメントを用意し、分析結果を追跡できるようにする必要があります。これには注意が必要です。

現実には、エンジニアリングソフトウェアの世界は比較的成熟していますが、製造ソフトウェアはそうではありません。企業が使用するパッケージ（主にAutodeskNetfabbとMaterializeMagics）は、壮大な計画の中でそれほど長くはありませんでした。毎年、かなり大きな違いで更新されます。さらに、ファイル形式は絶えず変化しているため、複雑になる可能性があります。

これらすべてを合理化するという点で、答えは何だと思いますか？

現在、私たちの焦点は、このプロセスを可能な限りスムーズにすることです。最終的に、私たちが最も影響を与えることができる領域は、私たちのソフトウェアであるElement内にあります。私たちはその経験を素晴らしいものにすることができます。この業界では、それは困難です。 CAD、Element、ビルドプロセッサに移行するために使用するファイル形式は何ですか？現在、それはファイル形式の混乱であるSTLです。

格子構造には何百万ものビームがある可能性があります。 STLを使用する場合は、その構造の表面を三角形で表現しています。ビームごとに、少なくとも10個の三角形が必要になりますが、ほとんどの場合、少なくとも50個の三角形を使用することをお勧めします。 100万本のビームがある場合、これはファイルサイズが非常識であることを意味します。

このようにジオメトリを記述することは実際的ではないため、Elementの内部では、テッセレーションされたジオメトリをまったく使用していません。グラフ構造を使用しているため、すべてのビームは1つのノードから別のノードに移動します。各ノードには、X、Y、Zの位置と、それに割り当てられた半径があります。次に、ビームはそれらのノードを接続します。比較的少量の情報で、非常に多くのビームを持つデザインを表示できます。この方法でソフトウェア内にデザインを作成し、オープンソースのファイル仕様を使用して、それらをエクスポートし、独自のスライサーとオリエンテーションツールを使用できるようにします。

これを3MFファイル標準に統合する作業を行っています。目標は、ラティスを通信するためのはるかに単純なファイル表示を行うことです。少なくとも、これは、ファイルをメールで送信する必要がある場合、ファイルがアップロードされるのを20分待たないことを意味します。単純化されたジオメトリはCPUがそれほどハードに動作していないことを意味するため、ファイル転送がより簡単になり、レンダリングがはるかに簡単になります。その表現をうまくスライスすることもできます。また、これをFEAソフトウェアにインポートできるため、ビーム解析を実行できます。これは、ソリッド要素を使用するよりもはるかに簡単です。

この新しいファイル形式の採用をどのように見ていますか？

正直なところ、私はそれほど心配していません。これまでにファイル形式での適合と開始を見てきましたが、私たちにとって、この形式には明らかな利点があるため、非常に迅速に移動すると思います。ほとんどの印刷ファイル形式は依然として三角形を使用しています。つまり、幾何学的表現はすべて同じパラダイム内に存在します。 3MFには三角測量のジオメトリもありますが（他の多くの理由からより良いフォーマットです）、その上にまったく異なる表現を追加しているため、同じパーツをはるかに小さなファイルで表現できます。そのメリットは、どんな困難よりもはるかに重要だと思います。

AMのソフトウェアを成功させるための重要な要素として、クライアントの特定のニーズに合わせたカスタマイズを考えていますか？

はいといいえ。私たちは製品会社です。私たちは、最も要求の厳しいユーザー向けに構築した製品を販売し、これの可能な限り最高のバージョンを作成しようと努めています。問題への一貫したアプローチを持つことは、経験をかなり良くします。よりフリンジなCADアプリケーションの場合、顧客が「機能は気に入っていますが、どこにでもコンテキストメニューがあることを本当に望んでいます」と言うことがよくあります。 CAD会社は本当に販売を望んでいるので、コンテキストメニューを提供します。数か月で、どこにでもコンテキストメニューが表示され、うまく機能し、大きな売り上げを得ることができます。

1年以内に、他の誰かがやって来て、「私たちはあなたのソフトウェアが大好きですが、コンテキストメニューがエンジニアにとって実際には機能しないため、より優れたコマンドフォルダシステムが本当に必要です」と言います。 CAD会社はそれに6か月を費やします。その後、まったく同じことを行う2つの方法があります。最終的には統合失調症のソフトウェアになります。

私たちは、単一の相互作用を持つことを好む傾向があります。私たちが導入する新機能はすべて同じ方法で対処され、ワー​​クフロー全体で一貫性があります。私たちは、お客様が本当に必要としているものに耳を傾け、インタラクションを管理するためのフレームワークに適合するだけでなく、それらのニーズにも適合するものを考え出します。

しかし、それに加えて、ワークフローの柔軟性の必要性は間違いなくポイントです。新しいファイル形式では、誰もが簡単にファイルを取得して操作し、何が起こっているのかを理解できるように記述されています。

AMワークフローの合理化についてはどうですか？プロセス全体をより緊密にし、切断を減らすためにどのような方法を見つけましたか？

それは難しいです。最終的に、航空宇宙ユーザーを見ると、常にさまざまなものの間を行き来しています。比較的単純な部品であっても、最終的には部品番号、次にバージョン2、バージョン3などになり、爆発します。私たちが行ったことの1つは、同じデザインの複数のバージョンを1つのファイルで許可することです。さまざまな方向に分岐することができますが、それらすべてを同じ実際のファイル内に保持することで、ある程度役立ちます。

ただし、最終的には、相互運用性は合理化よりも大きな問題です。他のCADソフトウェアへのプラグインとして、よりシンプルなバージョンのElementを作成することについて多くのことを考えてきましたが、その後、他の誰かのジオメトリカーネルとユーザーインターフェイスを使用しています。これらを調整することは、独自のソフトウェアで調整するよりも困難です。さらに、最も人気のあるCADソフトウェアを選択し、そのために構築しますか？顧客が使用するものを選びますか？

そのため、今のところ、柔軟性を維持することを選択しました。あなたは私たちのソフトウェアにインポートしますが、私たちはそのプロセスを可能な限り簡単にします。ほとんどの作業をソフトウェアで維持すれば、優れたユーザーエクスペリエンスを保証できることを私たちは知っています。

より広い意味で、これらすべてがどのように進化していると思いますか？

金属印刷がより成熟することに興奮しています。人間は私たちのベルトの下で金属を切断する世紀を持っています。私たちはこれをたくさん行い、それが得意です。再現性があり、信頼性が高いため、部品がどの機械で製造されているかを知る必要はありません。金属印刷では、それはまったく異なります。再現性は低いので、同じファイルを使用して複数の異なるメーカーにアクセスすると、さまざまな方法でファイルが作成され、異なる結果が得られます。より多くの素材やスピードが必要なことについて人々が話しているのを聞きます。それらは重要ですが、私が本当に望んでいるのは成熟度です。それが私が本当に興奮していることです。

私たちは、ソフトウェアに設計上の制約を組み込むために、この大きな努力を払っています。 Photoshopで何かをデザインする場合、デザインに適用するカラーパレットがあります。紫外線のような色は見えないので選択できません。そのようにデザインしても意味がありません。 CADソフトウェアを使用すると、製造できないものを簡単に設計できます。私たちの主な焦点は、ユーザーが製造可能なものと製造できないものを理解し、そのインテリジェンスをソフトウェアに組み込むことで、デザインがどのように印刷されるかについてリアルタイムのフィードバックを得ることにあります。

機械が部品を異なる方法で印刷するだけでなく、製造業者が印刷可能なものに関する仕様を公開していない世界では、それを行うことは非常に困難です。私が本当に望んでいるのは、機械メーカーが、印刷適性に関するフィードバックを提供し、問題のある領域がどこにあるかを指摘するAPIを公開することです。

最後に、今後5年間の「次の大きなもの」とは何だと思いますか？

セクシーな答えではありませんが、より信頼性が高く、再現性が高く、より安定したプロセスを探しています。または、少なくとも、人々がクレイジーなことを実行できるフローが必要ですが、それは信頼できるビルド時間を提供して、そのための強固な基盤を提供します。

より多くの機械メーカーが部品メーカーとの統合を深め、独自のサービスビューローを開設するのを見るのは良いことだと思います。彼らは部品の印刷についてもっと学び、うまくいけばそのインテリジェンスを自分のマシンに送り込むでしょう。同時に、機械メーカーはソフトウェアとより緊密に連携するようになっています。

コンウェイの法則と呼ばれるものがあります。これは、企業は独自の組織構造の複製であるシステムを構築する傾向があるというものです。たとえば、射出成形に取り付けられたプリント回路基板を備えた部品があり、機械工学チームが組み込みシステム工学チームとは別の建物にいる場合、PCBは射出成形部品から落下します。 。

当然の結果として、シームレスなエンドツーエンドのワークフローが必要な場合は、これらのチームをより緊密に統合する必要があります。同じ建物で働いて、ウォータークーラーでぶつかってもらいましょう！より多くの企業にこれらのさまざまな役割をまとめてもらうことは、私が非常に望んでいることです。

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