付加製造の産業化：2021年の3つのキートレンド

付加製造は、設計、生産、後処理の3つの柱で成り立っています。各領域の進化するトレンドを理解することは、3Dプリントをメインストリーム製造へスケールさせるために不可欠です。

付加製造向け設計（DfAM）の自動化

DfAMは依然として大部分が手動です。熟練エンジニアでも、新規部品の最適な向き、技術、材料を決定するのに30分から数時間を要します。

数百コンポーネントを3Dプリントするメーカーにとって、これは単年で数万ドルのエンジニアリング工数に相当します。

ソフトウェアベンダーは、再利用可能ワークフロー、自動ラティス生成、シリアル番号挿入の組み合わせでこのボトルネックに対処しています。例えば、nTopologyのnTopプラットフォームは反復タスクを効率化し、PrintSystのAI駆動評価ツールはSTLファイルを評価し、適切なプロセス、材料、コスト見積もりを推奨することで、迅速かつ正確な意思決定を可能にします。

複合材や金属など複雑な部品では、ファイルレベルチェック以上が必要なことが多々あります。シミュレーションソフトウェアでビルドプロセスをモデリングし、パラメータが材料特性に及ぼす影響を予測し、高コストな試行錯誤を削減。フルスケールシミュレーションは計算負荷が高いものの、クラウドベースソリューションが重い計算をオフロードする形で登場しています。

最終的に、設計とシミュレーションツール間の相互運用性が、真に接続されたデジタルスレッドを解き放ちます。大手は提供を単一スイートにバンドルしつつあります。例えばAutodeskはNetfabbツールをFusion 360に統合し、シミュレーション拡張を追加。中小ベンダーは連携してシームレスなツールチェーンを構築しています。

デジタル化されたAM生産管理

付加製造の産業化とは、手動タスクを排除し、スケーラブルでエラーフリーな生産を実現することです。注目すべき新トレンドの1つは、高度な生産管理プラットフォームの台頭です。

これらのソリューションは、AMワークフロー全体をオーケストレーションします：ビルドへのオーダーバッチング、プリンタースケジューリング、後処理・QA計画、各ステップの計画対比追跡。

多くのAMユーザーは依然としてスプレッドシートと手動データ入力に頼っており、エラーと非効率を生んでいます。これらのプロセスをデジタル化することで、断片化したツールでは不可能だった、一元化、標準化、自動化が実現します。

付加製造実行システム（MES）が、このデジタル変革の要となっています。例えば、MESなら着信オーダーを最適プリンターに自動割り当て、可用性と材料に基づきビルドをスケジューリングし、後処理ステップをトリガーできます。

モダンな付加製造MESプラットフォームは、AMハードウェア、サプライチェーン、HRシステムからのデータも統合し、ボトルネック特定とリソース利用最適化を支援する全体像をマネージャーに提供します。

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後処理ワークフローの最適化

研磨、粉末、サポート除去技術が成熟する一方で、多くの製造業者が依然としてプリント部品の大量後処理を手動で行っています。

典型的なHP粉末床溶融ビルドを考えてみましょう。スループット最大化のため、オペレーターは可能な限り多くの部品をプリンターに詰め込み、異なるオーダーの部品が混在したバッチができます。ビルド終了時、各部品を特定、仕分け、適切な後処理ステーションへルーティングする必要がありますが、このプロセスは依然として大部分が手動です。

手動仕分けはスケールしません：AMシステムを1台追加するたびにスタッフ追加が必要になり、デジタル製造のコストメリットを蝕みます。

したがって、自動化された後処理は産業化AMに不可欠です。AM-Flowはこのシフトを体現し、AI搭載コンピュータビジョンによる部品特定、ロボットアームによる仕分け、適切なステーションへ部品を搬送する無人搬送車（AGV）を、トレーサビリティと効率的フローを保証するMESバックボーンで調整して提供しています。

付加製造の産業化：エコシステムアプローチ

3Dプリントが試作から生産へ移行するにつれ、ハードウェアと材料のコストはもはや主要な障壁ではありません。代わりに、エコシステム全体にわたる断片化したプロセスがスケーラビリティを阻害しています。

産業化の最大ドライバーは協調的努力です。企業が連携し、統合・自動化されたソリューションを創出することで、付加製造を信頼性が高く収益性のある技術へと押し上げ、グローバル製造を再構築するポテンシャルを秘めています。

このトレンドの一翼を担いたいなら、今日からAM生産のデジタル化を始めましょう