2019年の積層造形に関する4つの質問

2018年は、多くの点で積層造形にとって成功した年でした。新しいテクノロジーの開発から革新的なソフトウェアソリューションまで、この年、業界は工業用製造ソリューションを提供するという約束を果たし始めました。

これらの前向きな傾向にもかかわらず、今後の業界にとって重要な質問がまだあります。それを念頭に置いて、今日、2019年に積層造形が直面する最大の質問の4つを見ていきます。

簡単な答え： はい、いいえ。

3D印刷された部品を大量に製造できることは、業界の多くの人々が長い間夢見てきたことです。利点は明らかです。複雑で、多くの場合カスタマイズされた製品は、より短い時間枠で、理論的にはわずかなコストで製造できます。

しかし、今年は大量の積層造形が軌道に乗るのでしょうか。

ある程度、大量生産は特定の特殊なアプリケーション内にすでに存在します。補聴器はその好例であり、補聴器メーカーの90％以上がすでに積層造形を使用しています。

消費者側にも前向きな傾向があります。アイフレームや靴の中敷きなどの製品は相加的に生産され、いくつかの企業が大規模なマスカスタマイゼーションを計画しています。たとえば、アディダスは2018年末までに10万個の部品の生産目標を達成したと言われています。

しかし、全面的な大量生産を可能にするために、以下に関連する継続的な課題があります：

1）再現性;
2）速度;
3）部品の品質;
4）プロセスをより費用効果の高いものにします。

幸い、これらの各ポイントに対処するための措置が講じられています。

積層造形を製造の実行可能なオプションにするために、企業は3Dプリントされた部品が従来の方法で製造された部品よりも製造コスト効率が高いことを確認する必要があります。

HPは、昨年、金属3D印刷用のMetal Jetシステムを発売し、AMプロセスをより費用効果の高いものにすることに目を向けている企業の1つです。

HPのMultiJet Fusionと同じ堆積技術に基づいて、Metal Jetは、金属射出成形（MIM）粉末のベッドにバインダーを堆積することによって機能します。大量生産を目的としたこのシステムは、最大50,000パーツの印刷バッチを射出成形よりも費用効果が高いと言われています。

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Evolve Additive Solutionsは、大量生産を可能にすることを目指している別の会社です。

ポリマーに焦点を当て、同社は昨年、新しい生産速度の「STEP」（セレクティブトナーエレクトロフォトグラフィープロセスの略）テクノロジー。このアプローチは、新しい3D印刷プロセスの開発だけでなく、大量生産アプリケーションを対象とした従来の方法の代替としてEvolveのSTEPテクノロジーが開発されているという点でもユニークです。

どちらのソリューションも2020年に完全に商用化される予定であるため、その影響を確認するまで待つ必要があります。

現実的には、2019年には、積層造形が大量生産に取って代わることはありません。しかし、私たちが目にするのは、テクノロジーを生産ワークフローに統合し、既存の製造方法を補完する企業が増えていることです。

簡単な答え： はい。

3D印刷をさらに工業化するには、材料の多様性が不可欠です。ただし、3D印刷プロセス用に特別に開発された材料の入手可能性には制限があります。

この問題は、自動車業界などの業界固有のアプリケーションに関しては特に深刻です。

しかし、製造用途での3D印刷の使用の増加により、材料メーカーはそれらの用途に適した新しい材料を開発するようになりました。

2018年だけでも、BASFやソルベイなどの世界的な材料サプライヤーがポリマーや金属の新しい選択肢を提供しました。 2019年はこの進歩に基づいて構築され続け、よりアプリケーション固有の新しい資料がリリースされる予定です。

特に、2019年はポリマー3D印刷の年になると見込まれており、高性能のポリマーと複合材料が普及すると予測されています。

ただし、新しい材料は、材料認証やより優れた機械制御の必要性など、新しい課題ももたらします。

簡単な答え： はい。

後処理段階は、積層造形ワークフローの中で最も最適化されていない部分の1つであり、全体的な処理時間が大幅に増加します。

現在の後処理操作の本質的に手動の性質後処理のボトルネックの重要な要素です。ただし、新しい開発により2019年にこれが大幅に変わる可能性があります。

2019年に大きな牽引力を獲得する後処理を最適化するには、次の3つの方法があります。

1）設計の最適化

設計面では、たとえば、サポートの削除を容易にするソリューションが登場しています。 Materialiseのe-Stagefor Metalソフトウェアを使用してください。このソフトウェアは、金属コンポーネントのサポート構造を自動的に生成します。生成されたサポートは薄くて取り外しが簡単で、金属サポートの取り外しにかかる時間を50％削減できると報告されています。

2）後処理の必要性を最小限に抑えます

新しいテクノロジーは、後処理の必要性を最小限に抑えるのにも役立ちます。一例は、高度に制御可能な金属粉末床融合システムを開発したVelo3Dです。同社が「インテリジェントフュージョン」と呼んでいるものに基づいて、システムはソフトウェアとハ​​ードウェアを組み合わせて、サポート構造をほとんど必要としないオブジェクトを確実かつ繰り返し印刷します。

3）自動サポート除去と表面仕上げ

現在利用可能なソリューションのほとんどは後処理を完全に排除できないため、自動化された後処理ソリューションの重要性が増します。

2018年、この分野におけるいくつかのエキサイティングなイノベーションはPostProcessTechnologiesからもたらされました。同社は、サポートの除去と表面仕上げを対象として、自動化された後処理ハードウェアソリューションのラインを開発しました。

後処理への注目が高まっていることを示すその他の最近のニュースは、積層造形加速器であるAmerica Makesからのもので、特に後処理技術の進歩に資金を提供するために160万ドルを授与すると発表しました。選択的レーザー溶融。

この分野の最新の進歩を考えると、2019年は、後処理における最も差し迫った課題のいくつかに対処する年になる可能性があります。これにより、企業はAM事業をさらに拡大および拡大できるようになります。

簡単な答え： はい

業界は生産の効率、信頼性、品質の向上を目標としているため、ソフトウェアはこのプロセスの重要な要素になります。

ハードウェアに加えて、積層造形プロセスは、生産ワークフローの設計と管理の両方をソフトウェアに大きく依存しています。

設計面では、フォードモーターカンパニーの積層造形技術のテクニカルリーダーであるハロルドシアーズがAMFGとのインタビューで最近、次のように述べています。

「概して、私たちは訓練を受けています。工学部を通じて、従来のプロセスで作成できる設計について考えます。 DfAMは人々に、彼らが何をしているのか、そして彼らがどのように彼らのデザインにアプローチするのかについて異なった考えを始めるように求めるでしょう。ソフトウェアはその大きな部分を占めるでしょう。」

3D印刷用の部品を設計する場合、ジェネレーティブデザインやトポロジー最適化などのソフトウェアツールを使用して、かつては不可能またはコストが高すぎると見なされていた構造や機能を作成できます。生産。

これらの構造により、材料の無駄を減らして軽量の部品を作成できます。 。

高度な積層造形設計ソリューションの市場は活況を呈しており、nTopology、Frustum、ParaMattersなどの多くの新興企業や、Autodeskなどの大企業がAM部品の設計方法を再定義しようとしています。

管理側では、ワークフローソフトウェアは、3D印刷による生産を可能にするために不可欠です。

アディティブマニュファクチャリングを新規および既存のワークフローに統合するには、マシンとこれらのプロセスを調整する機能。

AMFGのようなワークフローソフトウェアを使用すると、企業は、要求の管理から生産、さらには後処理まで、生産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。

2019年には、企業はAMワークフローを実装する際にソフトウェアをファクタリングする必要性がますます高まっています。これにより、最終的にはスケーラブルで効率的な積層造形プロセスが保証されます。

新年、新しい機会

2019年は、積層造形のスペクトル全体でさらなる進歩と発展を約束します。ただし、これらの機会に加えて、時間内に回答する必要のある多くの質問があります。私たちのリストは表面的なものにすぎません。

2019は、したがって、AM業界が現在直面している最も深刻な質問のいくつかに対する答えを探し、うまくいけばそれらを見つける年になるでしょう。