専門家のインタビュー：3DEOの社長Matt Sandが、金属3D印刷を大量生産に取り入れることについて

金属3D印刷に関して言えば、大量生産を達成することは、大多数の企業にとって聖杯です。 2016年に設立された金属3D印刷会社である3DEOは、特許を取得したインテリジェントレイヤリングテクノロジーのおかげで、まさにそれを達成したと主張しています。

LAを拠点とする会社は、積層造形プロセスを通じて、金属3Dプリント部品の大量生産、再現性、自動生産を実現できます。今週は、3DEOの社長であるMatt Sandと話し合い、そのテクノロジーのメリットについて話し合い、金属3D印刷と従来の製造のコストメリットを比較できることをうれしく思います。

3DEOについて少し教えていただけますか？

3DEOは、バインダー噴射に基づくインテリジェントレイヤーと呼ばれる新しい金属3D印刷技術を発明しました。 3DEOの共同創設者の2人であるMattPetrosとPaymanToabiは、バインダージェットのような技術で博士号を取得したため、その技術に精通しており、その技術的な長所と短所について多くのことを知っています。

卒業後、チームは完全に斬新でユニークな完全に斬新なテクノロジー、IntelligentLayerを発明しました。独自のテクノロジーは、大量生産向けに特別に設計されています。つまり、低コストの構造で再現性が高くなっています。

私たちが発明したテクノロジーは、これらの目標を達成します。バインダージェッティングのようなインテリジェントレイヤーは、「バインドアンドシンター」テクノロジーです。しかし、3DEOが印刷プロセスでパーツをバインドする方法は大きく異なります。インクジェット3Dプリンターとは異なり、当社のマシンは独自のスプレーシステムを使用しています。当社の3Dプリンターはインクジェットノズルを使用していないため、インクジェットプロセスのような制限はなく、バインダーの堆積に関しても多くの自由があります。

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3DEOのインテリジェントレイヤリングプロセスはどのように機能しますか？

3DEOの付加的なプロセスは、3つのステップに基づいています。

最初に、機械は標準的な金属射出成形（MIM）金属粉末の薄層を広げます。次に、バインダーをレイヤー全体にスプレーします。最後に、CNCエンドミルを使用して、各レイヤーでパーツの形状を正確に定義します。

このレイヤーごとのフライス盤プロセスを使用して、パーツの公差を検証します。私の知る限り、積層造形プロセスの中で最高の寸法公差があります。現在、1インチあたり+/- 0.002インチ（+/- 50ミクロン）の許容誤差で印刷しています。次世代のハードウェアでさらに厳しい公差を達成する能力があります。

本番環境に到達するのに役立つプロセスのもう1つのエキサイティングな利点は、再現性です。私たちの技術には劣化プロセスがないため、3Dプリントされた1万個のパーツが最初のパーツとまったく同じように出力されます。

コンポーネントの作成方法を理解し、次のようなさまざまな変数を処理する方法を理解したら、バルク焼結プロセスに関連する収縮により、当社のプロセスは非常に堅牢で再現性があります。

最後に、生産ラインを完全に自動化する準備が整っています。肉体労働は、積層造形における最大のコスト要因の1つです。しかし、ビルドプレートから部品を切り取るのに労力を必要としない完全に自動化された生産ラインができたら、部品をクランクアウトするだけの完全なラインをセットアップできます。この時点で、コスト構造は従来の製造と非常に競争力があります。

それが現在私たちが行っていることです。小さくて複雑なステンレス鋼部品に関しては、現在、当社のコスト構造は従来の製造と競争力があります。何万もの部品をお客様にご注文いただいております。ほんの数週間前に、28,000個の部品の最大の注文で生産を開始しました。

私たちは、そこで最も大量の金属添加剤の製造を行っていると思います。来年の今度は、数十万の部品を注文する予定です。

3DEOはどのようにして生産プロセスを自動化できましたか？

既製の3Dプリンターを購入する場合、私たちのマシンにあるような柔軟性はほとんどありません。私たちはテクノロジーを発明したため、すべてのソフトウェア、ハードウェア、および資料にルートアクセスできます。テクノロジーを所有することで、自動化ソリューションを実装する柔軟性が得られます。

プリンタを販売しないという決定は、意図的な戦略的アプローチでしたか？将来、それは変わるのでしょうか？

はい、それは間違いなく意図的でした。高品質の最終用途のコンポーネントを入手したい場合、プリンタを用意することはプロセスの一部にすぎません。最終用途のコンポーネントを製造するためのプロセス要件全体の15％から20％に過ぎないとさえ言えます。

その観点から、3Dプリンターの販売はそうではないことがすぐにわかります。本当に答えです。少なくとも私たちの観点からは、プリンターだけでなく、プロセス全体も所有する必要があります。そのため、現時点では、マシンを販売する予定はありません。

現在、どの業界からあなたのテクノロジーに対する需要が最も高いと思いますか？

小さくて複雑な部品を作る技術を持つことの利点は、それが多くの異なる産業に適用されることです。航空宇宙、医療、産業機器—これらすべてのビジネスに多くの顧客がいます。

金属3D印刷の利点は何ですか？

私たちは、同様のコストポイントで同様の品質（高品質ではないにしても）で部品を製造できるため、当社の技術をMIMと比較したいと考えています。たとえば、MIMパーツの密度は通常96〜97％ですが、3DEOのパーツの密度は99％を超えています。

MIMを使用する場合、メーカーは金型や金型などの工具に最大6桁の金額を費やすことができます。 。これらのツールの作成には4〜6か月かかります。私はかつて顧客に最初にカビを正しくする頻度を尋ねましたが、答えは「ほとんどありません」でした。これは、金型の再加工に数か月を費やす必要があることを意味します。これはすべて、最初のパーツを取得する前に行われます。 。

3D印刷と比較すると、リードタイムは平均1〜2週間で、品質の観点から少なくともMIMと同等の価格で、同じ部品を製造できます。 、しかし、顧客に究極の設計の自由を与えます。

もう1つの利点は、プロトタイプを製造するのと同じ機械を製造し、製造部品の製造にも使用されることです。これにはいくつかの利点があります。通常、プロトタイピングでは、本番環境で使用されているテクノロジーとは異なるテクノロジーを使用しています。つまり、機能テストを行う場合は、プロセスを再認定して、プロトタイプと同じ（またはそれ以上の）レベルのパフォーマンスを達成できることを確認する必要があります。

つまり、私が来たらCNC機械加工からMIMに至るまで、私はすべての再認定を行う必要があります。 AMを使用すると、プロトタイピングと制作に同じテクノロジーを使用するため、この再認定の必要がなくなります。

従来の製造業と並んで3Dプリントはどのような役割を果たしていると思いますか？

3D印刷が適している主なカテゴリは、いくつかあります。最初のカテゴリは、添加剤用に特別に設計された部品です。この状況では、従来の製造でこれらの部品を製造する方法はありません。

GEは、積層造形の設計に関して多くの素晴らしい仕事をしています。彼らは多くのジェットエンジン部品、熱交換器を行います—付加的に製造される非常にエキゾチックなものです。

2番目のカテゴリーは小さく、非常に複雑な部品です。これらの部品は従来の製造で作ることができますが、部品の価格は非常に高価です。このため、積層造形は価格の観点から競合する可能性があります。

たとえば、スタンピングテクノロジーを見ると、工具に投資すると、ペニー用の部品を入手できます。アディティブマニュファクチャリングは決してそれと競合することはありません。しかし、インベストメント鋳造、CNC機械加工、金属射出成形を見ると、これらは非常に複雑な部品を製造するために使用される3つの主要なプロセスです。

少量で必要とされる、小さくて複雑な部品を検討します。 — 50,000個以下について話しています—積層造形は、その市場の大きな部分を占めることになります。

3DEOは、生産能力を増強し、新しい機械を導入すると発表しました。これが今後の会社にとって何を意味するのか教えてください。

テクノロジーが十分に成熟していない場合は、多くの容量を追加する必要はありません。しかし、私たちはテクノロジー、特に現在実装している次世代ハードウェアに十分な自信を持っており、さらに多くの容量を追加する準備ができていると言えます。年末までに、私たちの生産能力は1日あたり20,000個になります。

これを概観すると、レーザー溶融のような他の添加剤プロセスのいくつかを見ると、それらは非常に生産することができます少量のバッチ、おそらく1日あたり200〜300個。

今後5年間で積層造形はどのように進化すると思いますか？

AMが独自のものになるのを見るのはエキサイティングです。今日、誰もがAMの生産開始について話し合っています。 2012年から2013年にかけて誇大広告のサイクルがあり、みんなの期待が高まりましたが、テクノロジーの準備ができていませんでした。

しかし、今日、テクノロジー、品質、研究開発とプロセスへの総投資額は最終的には、3D印刷を使用したより多くの生産アプリケーションが見られるようになりました。

金属3D印刷の中でも、さまざまなテクノロジーがあり、それらすべてに対応できるスペースがあります。 GEのような驚くべき大型ジェットエンジンコンポーネント企業がレーザー焼結で製造していることがわかります。 3DEOは、これらのタイプの大きな部品を製造することは決してありません。私たちは、実際には1インチの立方体サイズ以下の部品に焦点を合わせています。しかし、金属AMが成熟し、実際にそれ自体になりつつあるのを見るのは素晴らしいことです。

業界がまだ克服する必要のある最大の課題は何ですか？

最大のものは品質保証です。 CNC機械加工、MIM、または鋳造を扱う場合、これらのプロセスは非常によく理解されています。一方、AMは金属部品を作るための斬新な方法を提供しているため、品質は不確かです。その場合、重要なことは、顧客に高品質の部品を確実に届けるために、品質プロセスが実施されていることを確認することです。

2019年の3DEOはどうなりますか？

私たちは本当に最初の工場に焦点を合わせています。最大50台のマシンを収容できる13,000平方フィートの容量があります。年末までに、この要素は製造業で可能な限り完全に自動化されると予想されます。 1日数万個の生産を計画しています。これは、来年の私たちの大規模な拡大の準備を整えます。うまくいけば、私たちにとって特に興味深い市場である西ヨーロッパで間もなく拡大するでしょう。

3DEOの詳細については、www.3deo.coをご覧ください