2018年の3D印刷のトレンド：今年は何が影響を及ぼしましたか？

これまでのところ、2018年は3Dプリントにとって前向きな年でした。ソフトウェア、ハードウェア、および材料の範囲全体にわたる技術の進歩により、業界は2010年代初頭の誇大宣伝からしっかりと離れ、工業生産に大きな進歩をもたらしました。業界は現在70億ドル以上と評価されており（2018 Wohlers Reportによると）、産業用3D印刷は、製品開発とラピッドプロトタイピングにおけるその価値を確固たるものにするだけでなく、最終部品の生産においてもより強力な足場を築いています。

1月に、2018年に3D印刷がどのように進化するかについて、いくつかの予測を行いました。しかし、今日はどこにいるのでしょうか。過去数か月の間に展開されたトレンドを見ていきます。

1。金属3D印刷は成長を続けています

今年のMITのTechnologyReviewには、2018年の画期的なテクノロジーのトップ10の1つとしてメタル3D印刷が含まれていました。しかし、テクノロジーは誇大宣伝に耐えてきましたか？

テクノロジーの最近の発展により、メタル3Dは確かに見られました。印刷は、プロトタイピングと製造方法の両方として独自のものになります。また、2018年のWohlers Reportによると、採用率は成長軌道を継続しており、昨年は金属AMシステムの売上が80％増加したようです。

手頃な価格、スピード、部品の品質は、金属添加剤の製造が直面する主な課題です。ただし、2018年には、新しいクラスのローエンドの工業用金属3D印刷システムとプロセスが導入されました。 MarkforgedのADAMやDigitalAlloysのJoulePrintingテクノロジーなどのこれらの新しいソリューションは、品質と速度に重点を置いて、金属積層造形をより手頃な価格にすることを約束します。金属3D印刷をより安価でよりユーザーフレンドリーにすることは、より多くの企業が長期的にこの技術から利益を得ることができることを意味するだけです。

金属バインダー噴射技術は、もう1つの重点分野であり、生産のための高速、低コスト、および拡張性を約束するために機械が開発されています。たとえば、HPは最近、HP Metal Jetの発売に伴い、金属3D印刷に移行する計画を発表しました。興味深いことに、他のレーザーベースの3D印刷方法よりも50倍高速であると主張するこのシステムは、最初から生産に重点を置いて発売されました。

昨年、独自のバインダージェット機を開発したGE Additiveは、バインダージェットソリューションが、航空宇宙、自動車、電力、ヘルスケアなどの既存の技術を破壊できると考えています。

「企業は、生産ニーズを満たすために、より多くの金属AMシステムを購入しています。過去数年にわたって、多くの企業がプロセスと材料をテストおよび認定するために1つまたは2つのシステムを購入しました。現在、企業は生産用のシステムを追加していますが、これにはかなり多くの容量が必要です。」

テリー・ウォーラーズ

2。材料の選択肢が多い

金属からプラスチックやセラミックに至るまで、材料の革新は積層造形で最も急速に成長している分野の1つです。新興企業と世界的な化学企業の両方の企業が、特定のアプリケーションのニーズを満たすために、新しい材料を提供してAMスペースに参入しています。今月だけでも、フランスの化学会社Arkemaは、3D印刷材料の範囲を拡大するための商用プラットフォームを立ち上げました。

たとえば、利用可能なSLS材料の範囲は、今年大幅に拡大し、新しいタイプのナイロン、PEBAベースおよびPEKK粉末が含まれるようになりました。 3D印刷材料パレットへのもう1つのエキサイティングな追加は、エンジニアリングアプリケーションでますます要求される高性能熱可塑性プラスチックです。

プラスチックは依然として材料市場の最大の割合を占めていますが、金属AM技術の採用の増加に伴い、金属材料の使用が増加しています。 Sculpteoによる業界レポートの最新の状態では、金属の使用が2017年の28％から今年は36％に急増していることがわかりました。これも、生産における金属3D印刷の採用が進んでいることを示しています。

3D印刷の需要が高まるにつれ、適切で高性能な素材の必要性も高まります。ただし、材料のコストは材料セクターにとって引き続き課題であり、成長を促進してコストを削減するためのより戦略的なパートナーシップによってのみ克服することができます。

3。自動化への新たな焦点

間違いなく、2018年はAM生産の自動化の価値が最終的に認識された年と見なすことができます。自動化は、積層造形を最終部品の生産に向けて推進する上で重要な役割を果たし、生産プロセスを合理化し、手動操作を減らし、高レベルの効率を達成するのに役立ちます。

2018年、ソフトウェアはこのプロセスの本質的なコンポーネントとして登場しました。アディティブマニュファクチャリングを製造ワークフローに統合するには、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です。 AMFGのようなワークフロー自動化ソフトウェアを使用すると、企業は、注文の印刷からファイルの準備や後処理の制御まで、添加剤の製造プロセスの各段階を自動化および調整することでこれを実現できます。

さらに、スマートロボットシステムからさまざまな自動化された後処理の代替手段まで、生産プロセスをさらに合理化するための新しいソリューションが開発されています。たとえば、ロッキードマーティンは最近、米国海軍と共同でAI駆動の3D印刷ロボット工学を開発し、遠隔地での複雑な部品の生産を最適化しました。多軸ロボットは、高出力のレーザービームを使用して金属を堆積し、機械学習アルゴリズムにより、印刷プロセスのパラメーターを監視、制御、および自動的に調整できるため、複雑な金属部品の生産をより合理化できます。

自動化された後処理ソリューションも登場しており、サポートの取り外しや表面仕上げなど、3D印刷のより時間のかかる側面のいくつかを合理化しています。 PostProcess Technologiesは、プラスチック部品と金属部品の両方にこのようなソリューションを提供し、新しいDECI Duoシステムは、同じユニットでサポートの取り外しと表面仕上げを実行します。

「現在、AM内で人間の労働力を集中的に利用するプロセスはかなりたくさんあります。自動化は多くの点で役立ちます。自動化ソフトウェアを使用してビルドプラットフォームのどこにパーツを配置するかを決定したり、ビルド時間を自動的に計算したりするのと同じくらい簡単です。使用する方向に応じて作成される表面仕上げのシミュレーションを自動化することもできます。」

イアンキャンベル教授（ラフバラ大学）

4。シミュレーションおよび設計ソフトウェアの進歩

ハードウェアや材料と並んで、ソフトウェアは積層造形プロセスを成功させるための3番目の重要な要素です。設計からプロセスの監視および後処理まで、3D印刷ソフトウェアは、より高い効率、信頼性、および品質を可能にします。この分野で進行中の革新のおかげで、ソフトウェアの範囲は今年大幅に拡大しました。

たとえば、シミュレーションソフトウェアは、3D印刷、特に金属3D印刷でますます重要な役割を果たしています。金属3D印刷技術を採用することは、多くの企業にとって急な学習曲線になる可能性があり、プロセスをシミュレートすることで、失敗率を最小限に抑え、生産を最適化すると同時に、エンジニアにプロセスの理解と制御を向上させることができます。

ジェネレーティブデザインは、複雑な設計エンジニアリングの問題を解決するのに役立つジェネレーティブデザインツールを備えた、昨年目覚ましい発展を遂げたもう1つの分野です。特に、新しいジェネレーティブデザインソフトウェアには、AIベースのアルゴリズムがますます含まれており、パーツの重量や強度、材料オプションなどの主要なパラメータを定義することで、幅広いデザインの選択肢を生み出しています。DesktopMetalのライブパーツジェネレーティブデザインツールは、そのような例の1つです。 、およびセクター全体のメーカーは、革新的な新しい製造ソリューションを作成するために、ジェネレーティブデザインとアディティブマニュファクチャリングの組み合わせを実験しています。

5。 AMセキュリティへの新たな焦点

知的財産とデータ保護は、3D印刷コミュニティ内で引き続き大きな話題となっています。したがって、3Dデザインと3D印刷製品のセキュリティを確保するためのソリューションの最近の急増は、驚くべきことではありません。

ブロックチェーンテクノロジーからIP保護プラットフォームやQR暗号化方式まで、2018年には積層造形用のセキュリティソリューションが増加しています。たとえば、デンマークの会社Create it REALは、著作権に関する問題に取り組むために、FDM3Dプリンター用の3D印刷暗号化プラットフォームを開発しました。プラットフォームは、処理チップを介して、ユーザーが元の3Dファイルにアクセスすることなくファイルを3D印刷できるようにし、許可されていないユーザーが元のファイルを変更するのを防ぎます。

6。コラボレーションと投資の増加

最後に、注目を集めているもう1つの前向きな傾向は、メーカー間の継続的なコラボレーションです。エンドユーザーと研究機関は、ハードウェア、ソフトウェア、および材料の分野を進歩させることができます。彼らの努力を組み合わせることにより、企業は最適化された統合しやすいシステムを開発することにより、3D印刷の採用を加速することができます。

このようにAMの専門知識を拡大することも、既存のAMスキルのギャップを埋めるのに役立ちます。産業界と学界のコラボレーションを通じて、このギャップを埋めるために新しいトレーニングコースと大学プログラムを開発することができます。

反対に、Siemens、BMW、Johnson＆Johnson’s、Henkelなど、業界最大の企業のいくつかは、今年AMの研究および製造施設への大規模な投資を発表しました。 BMWは4月に、プロトタイプの構築、連続生産、カスタマイズされたコンポーネントに焦点を当てた新しい積層造形キャンパスへの1,000万ユーロの投資を発表しました。このような発表は、実行可能な製造方法としての積層造形技術への高い関心を明確に示しています。

産業用3Dプリントの未来を形作るトレンド

残りわずか数か月で、2018年は積層造形コミュニティにとってもう1つの良い年だったようです。ハードウェア、ソフトウェア、および材料の明確な改善が行われ続けており、工具、スペア、および最終部品の製造にAMテクノロジーを採用する企業が増えています。

メタルAMは、当然のことながら、このトレンドの主要な部分です。ソフトウェアの進歩は、より信頼性が高く一貫性のあるプロセスを実現するのに役立っています。さらに、業界を超えた共同作業により、AMスキルのギャップを埋め、イノベーションを促進するための3D印刷の進歩の多くを引き続きサポートしています。

今後、今後さらに多くの機会とブレークスルーが期待できます。特に、生産と自動化の分野では、グローバルな製造コミュニティがインダストリー4.0の真のメリットを体験できるようになります。