2019年に積層造形が直面する4つの重要課題

2018年は積層造形にとって画期的な年でした。技術とソフトウェアのブレークスルーにより、業界は真の産業製造ソリューションという約束の実現に大きく近づきました。

これらの前向きな進展にもかかわらず、業界が将来を見据える中で、いくつかの重要な課題が残されています。

#1 積層造形は大量生産へスケールできるか？

短い答え：イエスでもあり、ノーでもある。

大量生産はニッチ分野で既に根付いています。例えば補聴器メーカーは現在、部品の90%以上に積層造形を使用しています。アイウェアフレームやシューズインソールなどの消費者製品が積層造形で生産され、アディダスのような企業が年間10万個の部品生産を目標に掲げています。

より広範なスケールでの量産を可能にするには、繰り返し精度、速度、部品品質、コスト効率の課題に対処する必要があります。

昨年発表されたHPのMetal Jetシステムは、バインダージェット技術で金属射出成形（MIM）パウダーを用い、射出成形よりコスト効率良くバッチあたり最大5万個の部品を生産可能です。

関連： インタビュー：HP金属部門グローバルヘッドが語るHP Metal Jetのインパクト

同様に、Evolve Additive Solutionsはポリマー向けSTEP（選択的トナー電子写真プロセス）技術を開発し、従来工法への大量生産代替を目指しています。

両ソリューションは2020年に本格商用化予定です。2019年に積層造形が大量生産を完全に置き換えることはありませんが、既存工法への貴重な補完として機能し始めると期待できます。

#2 より多くのAM専用材料が利用可能になるか？

短い答え：イエス。

材料多様性は3Dプリントの産業化の鍵ですが、多くのアプリケーションで依然として専用原料が不足しています。自動車セクターが好例です。

積層造形の利用拡大により、BASFやSolvayなどのサプライヤーが2018年に新ポリマーと金属合金を発表しました。2019年もこの傾向は続き、特に高性能ポリマーと複合材でより多くのアプリケーション特化型材料が登場するでしょう。

新材料は、材料認証やより厳格な機械制御要件といった新たな課題ももたらします。

#3 より自動化された後処理ソリューションが見られるか？

短い答え：イエス。

後処理段階は依然としてボトルネックであり、その大きな理由はまだ手作業で行われているからです。しかし、2019年は以下3つの主要分野で進展が見込まれます：

1) 設計最適化。 Materialiseのe-Stage for Metalのようなソフトウェアが薄く除去しやすいサポートを生成し、サポート除去時間を最大50%削減。

2) 後処理不要化。 Velo3Dの「インテリジェントフュージョン」システムがソフトウェアとハードウェアを融合し、サポートがほぼ不要なパーツを製造。

3) 自動サポート除去と表面仕上げ。 PostProcess Technologiesが自動化ハードウェアラインをリリース。America Makesが選択的レーザー溶解向け後処理技術加速に160万ドルの助成金を発表。

これらの発展により、2019年は最も差し迫った後処理課題の多くをついに解決し、より広範なAM採用を可能にするかもしれません。

#4 ソフトウェアがAM生産スケールアップに不可欠になるか？

短い答え：イエス。

ソフトウェアはすでに積層造形に不可欠であり、業界がより高い効率性、信頼性、品質を求める中でその役割はさらに大きくなります。設計とワークフロー管理の両方が高度なツールに依存しています。

設計面では、積層造形向け設計（DfAM）、ジェネレーティブデザイン、トポロジー最適化といったイニシアチブが、以前は不可能またはコスト面から困難だった軽量複雑部品の創出を可能にします。nTopology、Frustum、ParaMattersのようなスタートアップに加え、Autodeskのような既存プレイヤーがAM設計ワークフローを再構築しています。

管理側では、AMFGのようなワークフロープラットフォームが、依頼から後処理まで全段階を自動化・調整し、既存生産ラインとのシームレスな統合を確保します。

2019年までに、企業はAM戦略にソフトウェアをますます組み込み、拡張性と効率性のある生産を確保するようになるでしょう。

新年、新たな機会

2019年は積層造形全般で更なる進展をもたらす態勢にありますが、同時に業界の未来を定義する課題への決断も求められます。この進化するランドスケープをナビゲートする中で、明確さ——そして新たな機会——がAMコミュニティにもたらされることを期待できます。