2018年3Dプリンティングトレンド：業界を形作ったブレークスルー

2018年はアディティブ・マニュファクチャリングにとって決定的なシフトの年となりました。ソフトウェア、ハードウェア、材料全域でのブレークスルーにより、業界は初期のハイプを超え、信頼性の高い生産対応ソリューションへと進化。2018年の産業用3Dプリンティング市場は70億ドル超（Wohlers Report）と評価され、ラピッド・プロトタイピングでの役割を固め、エンドパーツ生産への浸透を増しています。

1. 金属3Dプリンティングの急速な拡大が継続

金属アディティブ・マニュファクチャリングがMIT Technology Reviewの2018年トップ10ブレークスルーテクノロジーに選出。商業的実行可能性の高まりを証明しています。金属AMシステムの売上は前年比80%増（Wohlers Report）で、プロトタイピングと生産の両方で広範な採用を反映。

コスト、速度、部品品質という主要課題は残るものの、2018年は新たな低価格産業用金属プリンタークラスを導入。MarkforgedのADAMとDigital Alloysのジュール・プリンティングは、より高品質と高速ビルドをより低コストで提供し、技術のアクセシビリティを拡大することを目指します。

金属バインダー・ジェッティングも急増。HPがHP Metal Jetを発表。従来レーザー式システム比で50倍高速を謳い、初日から生産をターゲット。GE Additiveのバインダー・ジェットソリューションは、航空宇宙、自動車、電力、ヘルスケア分野で従来鋳造を破壊する位置づけです。

「企業は生産ニーズを満たすため、より多くの金属AMシステムを購入しています。過去数年、多くの企業がプロセスと材料のテスト・認定のために1〜2システムを購入していました。今、企業は生産用にシステムを追加しており、これには大幅に多くのキャパシティが必要です。」

Terry Wohlers

2. より幅広い高性能材料パレット

材料イノベーションがアディティブ・マニュファクチャリングで最速成長セグメントになりました。スタートアップと大手化学プレイヤーの双方が、ニッチアプリケーション需要に応えるポートフォリオ拡大を推進。フランスの化学大手Arkemaは今月、3Dプリンティング材料範囲を拡大する商用プラットフォームを立ち上げました。

選択的レーザー焼結（SLS）粉末の範囲には、新しいナイロンバリエント、PEBAベースとPEKK粉末が追加。高性能熱可塑性樹脂もエンジニアリング用途で注目を集めています。プラスチックが依然として市場を支配する一方で、金属使用率は2017年の28%から2018年には36%へ上昇（Sculpteoレポート）。生産部品への金属AM依存度の高まりを裏付けています。

材料コスト課題は残るものの、戦略的パートナーシップが価格低下と入手性拡大を推進し、高性能合金とポリマーが業界需要に追いついています。

3. 自動化が生産対応アディティブ・マニュファクチャリングを推進

2018年は、アディティブ・マニュファクチャリングを大量生産へ移行させる上で自動化の重要な役割を浮き彫りにしました。自動化は手作業ステップを削減し、ワークフローを効率化し、全体効率を向上させます。

AMFGのワークフロー自動化プラットフォームのようなソフトウェアソリューションが、受注からファイル準備、後処理制御まで生産のあらゆるフェーズをオーケストレートし、既存製造プロセスとのシームレスな統合を確保。

高度なロボティクスとAIが生産をさらに加速。Lockheed Martinの米海軍との協業で、AI駆動マルチ軸ロボットシステムが高出力レーザーで金属を堆積し、機械学習アルゴリズムがパラメータを継続調整して最適なビルド品質を実現。一方、PostProcess TechnologiesはDECI Duoを発表。サポート除去と表面仕上げを統合したユニットで、プラスチックと金属両部品のターンアラウンドを迅速化。

「現在、AMには人間の労働を集中的に利用するプロセスがかなりあります。自動化は多くの面で役立ちます。自動化ソフトウェアでビルドプラットフォーム上の部品配置を決めたり、ビルド時間を自動計算したりするだけでも効果的。使用する配向に応じて作られる表面仕上げをシミュレーションで自動予測することさえ可能です。」

Ian Campbell教授、ラフバラー大学

4. シミュレーションと設計ソフトウェアの進化

ソフトウェアは、ハードウェアと材料を補完する成功するアディティブ・マニュファクチャリングの第3の柱です。シミュレーションとジェネレーティブデザインの革新が、金属AMをよりアクセスしやすく、信頼性の高いものにしました。

プロセスシミュレーションは失敗率を低減し、ビルドパラメータを最適化し、エンジニアに材料挙動と部品性能への深い洞察を提供。ジェネレーティブデザインツールは、多くの場合AIを活用し、重量、強度、材料選択などの制約に基づき設計代替案を迅速に探索可能に。Desktop MetalのLive Partsは、ジェネレーティブデザインがアディティブ・マニュファクチャリングと統合され、新たな製品コンセプトを解き放つ好例です。

5. アディティブ・マニュファクチャリング・セキュリティの強化

知的財産保護とデータセキュリティは、3Dプリンティングコミュニティの喫緊の懸案です。2018年は設計ファイルとプリント物を保護するソリューションが急増しました。

デンマークのスタートアップCreate it REALがFDMプリンター向け3Dプリンティング暗号化プラットフォームを発表。専用プロセッシングチップを使用し、ユーザーが保護されたデータストリームからプリントできるようにし、オリジナル設計ファイルへの不正アクセスを防ぎ、著作権侵害を軽減します。

6. 協業と投資が成長を加速

業界はメーカー、エンドユーザー、学術機関全体でソリューションを共創する傾向が強まっています。これらのパートナーシップは、効率化された生産対応システムを提供し、共同トレーニングプログラムでAMスキルギャップを埋めることで、技術採用を加速させます。

Siemens、BMW、Johnson & Johnson、Henkelなどの大手企業がAM研究と生産施設への多額投資を発表。BMWの1,000万ユーロAdditive Manufacturing Campusは4月発表で、プロトタイピング、シリアル生産、カスタマイズコンポーネントに注力。アディティブ技術がメインストリーム製造手法としての強い自信を示しています。

産業用3Dプリンティングの未来を形作るトレンド

2018年が閉じる中、アディティブ・マニュファクチャリングはハードウェア、ソフトウェア、材料で具体的な改善を継続しています。より多くの企業がツーリング、スペアパーツ、フルエンド生産でAMを採用。金属AMが主要ドライバーであり続け、先進ソフトウェアと自動化が信頼性と効率を向上。セクター間の継続的な協業がスキルギャップを埋め、イノベーションを促進し、完全統合されたIndustry 4.0製造エコシステムへの道を切り開きます。