あなたの会社がアディティブマニュファクチャリングで成功するのを助けるための5つのヒント

生産に積層造形を採用しましたか、それともすぐに採用したいと考えていますか？私たちはあなたが成功するのを助けるために5つのヒントを共有します。

アディティブマニュファクチャリングは、生産の重要な製造方法になっています。 Jabilによる最近の調査によると、55％以上の企業が、3D印​​刷技術を使用して、機能部品または最終用途部品の少なくとも25％を製造しています。

しかし、どうすればテクノロジーを最大限に活用し、添加剤の生産を確実に拡大できるでしょうか。

AMを採用している企業が付加的な生産の過程で何を考慮すべきかを掘り下げる前に、まず、AMが生産にとって魅力的である理由を探りましょう。

なぜ産業用3D印刷を採用するのですか？

業界全体での3D印刷技術の成長は、大小を問わず、企業が3D印刷の恩恵をさまざまな方法で享受できることを示しています。

オンデマンド製造

より機敏な製造を採用しようとしている企業にとって、積層造形はオンデマンド生産のための費用効果の高いソリューションを提供します。このテクノロジーを使用して、必要なときに工具やスペアパーツを作成し、過剰な在庫を維持する必要性を減らすことができます。

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デザインの革新

さらに、新しいデザインアプローチを模索している企業にとって、3Dプリントはデザインの可能性を広げます。格子構造などの複雑な形状を3D印刷して、他の技術では製造できないコンポーネントを作成できます。

マスカスタマイゼーション

さらに、3D印刷により、マスカスタマイゼーションが可能になります。大量生産が標準である従来の製造では、カスタマイズされた製品を小ロットで生産するコストは法外です.3D印刷により、メーカーは高い工具コストを回避できるため、カスタマイズされた部品をより迅速かつコスト効率よく生産できます。

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多くの企業は依然として躊躇しています

メリットがあるにもかかわらず、多くの企業は積層造形を採用することに躊躇しています。これは特に、リソースが限られている可能性があり、投資が困難になる可能性がある中小企業に当てはまります。

幸いなことに、積層造形への道を歩み始めることは、テクノロジーへの多額の投資や現在のビジネスモデルの再発明をすぐに意味する必要はありません。 AMの成功への道のりは、AMの機能を調査することから始まり、テクノロジーを既存のプロセスに組み込むことへと徐々に移行していきます。

以下では、旅を成功させ、AM運用を確実に拡張できるようにするための5つの実用的なヒントを紹介します。

アディティブマニュファクチャリングを成功させる5つの方法

＃1複数の面でAMの専門知識を開発する

AMを実装する際に企業が直面するすべての課題を考えると、AMの複数の面での採用について考えることは有用です。

AMサービスおよびトレーニングプロバイダーである3DGBIREのStevenTaylorによると、企業は産業用3D印刷を成功させるために、次のような一連のスキルを必要としています。

• AMテクノロジーの知識
• コンピューター支援設計スキル（CAD）
• アディティブマニュファクチャリング（DfAM）の設計
• 材料科学
• 後処理
• リバースエンジニアリング
• ソフトスキル

マシンなどの1つの領域だけに焦点を当てるだけでは、AMを使用する必要のある場所に到達するのに十分ではない可能性があります。

同様に、AMエンジニアリングコンサルタントであるGlobal BarnesAdvisorsのJohnBarnesは、いくつかのレンズを通してAMの採用を検討することの重要性を強調しています。 、デジタルと人々。この包括的なアプローチでは、デジタルワークフローや、人材のスキルアップとトレーニングの必要性など、何も残されていないことを確認できます。」

ただし、トレーニングとデジタルワークフローに入る前に、企業はAMで何を作成したいかを確信している必要があります。これにより、次のポイント、つまり積層造形への切り替えが意味をなす場所を理解できます。

＃2AMの恩恵を受けることができるアプリケーションを特定する

再設計の恩恵を受ける可能性のある古い部品はありますか？または、現在、代わりにオンデマンドで生産できる需要の少ない部品を在庫していますか？これらは、従来の製造方法の代わりにAMを検討する2つの理由にすぎません。

BRCオートモーティブはまさにそれを行いました。自動車設計会社は、AMスペシャリストである3T RPDと協力して、付加製造を使用して、VW VR612vエンジン用のカスタムインレットマニホールドを製造しました。

これらおよびその他の少量の複雑な部品は、通常、射出成形または鋳造されるため、コストが高くなります。さらに、設計者は他の製造方法では不可能な設計機能を含めることができました。

このケーススタディが示すように、製品ポートフォリオを調べることは、企業のテクノロジーの潜在的なアプリケーションを決定する際の重要なステップです。

AMを活用する他の方法には、通常は少量で生産される部品の製造や、従来の製造では経済的に実行できない高度なカスタマイズを必要とするコンポーネントが含まれます。

もちろん、すべての部品が積層造形の恩恵を受けるわけではありません。そのため、潜在的なアプリケーションを特定することが重要です。設計が法外に高価である場合、または製造が複雑すぎる場合は、AMが正しい選択である可能性があります。対照的に、大量が必要な場合は、射出成形を検討するのが最適です。

しかし、AMに適した製品を特定するプロセスと、他の重要なAMスキルを開発するプロセスをどのように組み合わせるのが最善でしょうか。

ここで、センターオブエクセレンスが登場します。

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＃3独自のセンターオブエクセレンスを設定する

センターオブエクセレンス（CoE）を設定することは、企業の積層造形の採用と統合を管理するための優れた方法です。

CoEは、ビジネス目標をサポートし、特定の領域（この場合は付加的）で会社の専門知識を推進するために設定されたチームまたは施設として定義できます。 CoEは、最良のユースケースとプラクティスを見つけ、これを組織全体に広めるための鍵となります。

このようなチームを配置するには、生産スタッフやエンジニアなどの主要な利害関係者からの意見が必要になります。もちろん、これには課題がないわけではありません。特に、AMは従来の製造技術とは大きく異なるためです。これは、設計、生産、サプライチェーン管理に対する従来のアプローチを再考することを意味します。

つまり、CoEは、AMが提供する新しい製造およびビジネスモデルを採用するのに役立つ新しい組織的な考え方の育成にも焦点を当てる必要があります。

Swagelokは、AMの統合を成功させるために、プロセスの変更に加えて、文化の転換の重要性を認識している1つの会社です。米国の会社は、サブトラクティブ製造方法の広範な機能を備えた大量のガスおよび流体システムコンポーネントを製造しています。

ただし、同社は、たとえばスチームトレースボールバルブの製造など、これらの従来の方法の制限を克服するために添加剤製造を使用できる領域を特定しました。 SMEが開催した会議で、Swagelokのプレゼンテーションは、企業文化を変えることの重要性と、「多面的な積層造形戦略」の作成への取り組みに焦点を当てました。

労働力の育成は、センターオブエクセレンスのもう1つの要素になります。製造業者の大多数がAMの採用に対する主要な障壁として知識の欠如を挙げているため、社内で人材プールを開発することがますます重要になっています。

「私たちは、人がAMの重要なリソースであり、機器ではないことを忘れがちです。多くの場合、トレーニングはAMで成功するための要素です 。」

ジョン・バーンズ

また、センターオブエクセレンスの開発も大企業に限定されていません。 SMEは、特にAM戦略を実施する場合に、このアプローチを同様に活用できます。たとえば、教育プログラムを利用することは、優れた出発点になる可能性があります。

たとえば、パデュー大学とバーンズグローバルアドバイザー（TBGA）は、参加者にAMスキルの基本的な知識を提供するように設計された2つのAM証明書プログラムを開発しました。

課題はありますが、CoEを確立すると、テクノロジーを使用するためのベストプラクティスを開発しながら、AMに関する知識と専門知識を向上させる可能性が大幅に高まります。

＃4大学や研究機関との提携

大学や研究機関との協力関係を確立することは、組織内でAMの採用を促進するもう1つの方法です。

このようなパートナーシップには相互利益があります。一方では、企業は最先端の研究と科学的才能へのより大きなアクセスを得ることができます。一方、大学は研究において財政的支援やパートナーにアクセスすることができます。

一例は、金属製造を専門とする米国企業であるProto Precision ManufacturingSolutionsです。金属3D印刷技術の進歩を見て、同社はその可能性を活用することにしました。

ただし、Proto Precisionのような比較的小さな会社にとって、金属3D印刷を購入することは実行可能な選択肢ではありませんでした。

このため、同社は2018年に、オハイオ州立大学のデザインアンドマニュファクチャリングエクセレンスセンター（CDME）とパートナーシップを締結しました。パートナーシップの背後にある目的は、ProtoPrecisionが金属3D印刷機能を開発するのを支援することです。

CDMEは、バインダージェットから粉末床融合まで、1つの大学の研究室でさまざまな金属3D印刷技術をホストしています。このようにハイエンドの3Dプリンターにアクセスし、AMに関するCDMEの専門知識を活用することで、Proto Precisionは、成長する顧客ベースのニーズを満たすために、金属3D印刷テクノロジーを業務に迅速に統合することができました。

これは、産学の力を合わせてイノベーションを加速させる方法の一例にすぎません。

それを超えて、AMを本番環境に組み込むことを検討しているが、必要なスキルセットが不足している企業は、労働力開発のために大学に頼ることができます。

既存のAMスキルのギャップに照らして、大学、特にAM教育プログラムやトレーニングコースを運営する大学とのより強力な関係を構築することは、素晴らしい結果を生み出すことができる有益なモデルです。

＃5再現性とプロセスの複雑さの最小化に焦点を当てる

最後に、AM生産機能を社内で開発し始めるとき、考慮すべきもう1つの重要なことは、再現性をどのように達成するかです。

AMでは再現性のある品質を簡単に実現することはできません。

ほとんどのAMテクノロジーでは、パーツが印刷プロセスを完了し、後処理を実行できるようにするために、包括的なビルドセットアップが必要です。ほとんどのAMユーザーが知っているように、これは、パーツごと、マシンごとのバリエーションや不整合に直面することは珍しくないため、言うのは簡単なことです。

前進する1つの方法は、3D印刷プロセスへの洞察を提供できるできるだけ多くのデータを収集し、このデータを使用してプロセスを最適化することです。

閉ループ制御システムを確立することは、AMの再現性を高めるための最も効率的な方法と考えられています。

閉ループ制御システムには、3つのステップが含まれます。1つは、シミュレーションによるビルドの計画です。 2つ目は、マシンとプロセスの監視です。最後に、収集したデータを使用して印刷プロセスを分析し、システムを調整してビルドの失敗を防ぎ、再現性を確保します。

このようなシステムを確立するには、マシン間の高レベルの接続性と、これらのプロセスを調整する機能が必要になります。

ここから、物事のデジタル面について考え始める必要があります。データの効率的な収集と処理をサポートし、透明性と説明責任を促進するデジタルシステムをインストールすることは、信頼性の高い一貫した結果をもたらす部品の3D印刷に必要なことです。

たとえば、Bowman Additive Productionは、AMを使用したベアリングの製造を専門としています。 AMスペシャリストは毎日いくつかのプロジェクトを処理するため、要求で部品と生産要件の明確な概要を維持することは、Excelなどのツールでは生産と後処理の段階で困難になります。

専用のAMソフトウェアを使用することで、同社は3D印刷注文データを収集し、製造と後処理を通じて部品を追跡し、すべてのステップをデジタルで調整できるようになりました。その結果、Bowman APはデータを一元化し、再現性を支える合理化されたプロセスを確立しました。

したがって、ここでのポイントは、AMプロダクションを早い段階でどのように管理するかについて考え始める必要があるということです。アディティブMESやマシン統合などのAM向けに開発された特殊なソリューションがないと、プロセスが複雑になるリスクがあります。これにより、高レベルの再現性を達成することが困難になり、スケーリングの全体的な能力に影響を与えます。

大きく考え、小さく始め、すばやくスケーリングする

新しいテクノロジーを採用することは困難な場合があり、リスクがないわけではありません。ただし、積層造形の長期的なメリットは、必要な初期時間と投資をはるかに上回ります。

高性能AM対応材料の大手プロバイダーであるソルベイのブライアンアレクサンダーは、次のように要約しています。部品の性能、品質、一貫性は、従来の製造よりもはるかに低くなります。」

したがって、AMが付加価値をもたらす分野を見つけてください。利用可能なテクノロジーを調べ、ニーズに最適なテクノロジーを優先します。研究機関や顧問会社が提供するトレーニングや教育の機会を活用してください。

最後に、実装のための戦略の開発を開始します–センターオブエクセレンスを焦点として使用します。

これらの手順は、高度な積層造形を使用する独自の専門知識を構築するために徐々に進むのに役立ちます。