3Dプリントに関する9つの一般的な神話を払拭する
3Dプリントはその転換点に達しました。何十年にもわたって重要なプロトタイピングツールでしたが、このテクノロジーは現在、製造アプリケーションの実行可能なソリューションになりつつあります。
そうは言っても、テクノロジーについてはまだ多くの誤解があります。今日、私たちは3D印刷に関して最も一般的に信じられている信念のいくつかを見て、その背後にある神話を払拭します。
神話1：「3Dプリントは新しいテクノロジーです」
技術の能力が要求の厳しい製造環境の課題にますます高まっているため、3D印刷の採用が増えています。過去10年間の3D印刷への関心から、この技術は新しいものであると簡単に信じることができます。
しかし、実際、3D印刷は、ステレオリソグラフィー（ SLA）は1984年に発明され、1987年に最初の3Dプリンターが導入されました。
1980年代の初期から、この技術の進歩は目覚ましいものがあります。これが提供する利点には、デジタル化された製造ワークフロー、簡素化されたサプライチェーン、俊敏性の向上、オンデマンドでジャストインタイムの生産、コストの削減、複雑な形状の作成機能などがあります。
神話2：「AMは従来の製造に取って代わる」
3D印刷を取り巻く一般的な神話の1つは、従来の製造方法に取って代わることができるという考えです。
現在、積層造形は、12兆ドルの製造業全体のほんの一部にすぎません。この割合は拡大する準備ができていますが、3D印刷が射出成形やCNC機械加工などの確立された製造方法に完全に取って代わることはありそうにありません。
3D印刷は依然としてかなりニッチな技術であり、特定のアプリケーションに最適です。これらには、たとえば、次のものが含まれます。
- リードタイムの長いコンポーネント：工具を必要とせずにこれらの部品を直接3D印刷すると、生産時間と納期を短縮できます。
- カスタマイズされた部品：3D印刷により、特に少量の場合に費用効果の高いカスタマイズが可能になります。
- 複雑な部品：3D印刷は、複雑であるために製造するには費用がかかりすぎる部品を製造するためのソリューションを提供します。これらには、複雑な格子構造と薄い壁を持つ部品が含まれます。
したがって、3D印刷を従来の製造の代わりと考えるのではなく、既存の方法を補完するものと見なす方がよいでしょう。
神話3：「3Dプリントは1つのテクノロジーです」
より主流のサークルでは、3D印刷は、これまでで最も人気のある積層造形技術である溶融フィラメント製造（FFF）の代名詞になっています。 FFFは依然として最も認知されている3D印刷プロセスですが、それだけではありません。
実際には、3D印刷は、3D印刷プロセスのグループを包括する総称です。 3D印刷で使用される用語を標準化することを目的としたISO / ASTM 52900規格は、AMプロセスの7つの異なるカテゴリを識別します。これらは次のとおりです。
- VAT光重合（SLA、DLP）
- バインダージェッティング（メタルバインダージェッティング、サンドバインダージェッティング、HPのマルチジェットフュージョン）
- マテリアルジェット
- 材料の押し出し（FFF、結合金属の堆積）
- パウダーベッドフュージョン（SLS、SLM / DMLS、EBM）
- 直接エネルギー堆積（EBAM、WAAM）
- シートラミネート
非常に多くの異なるテクノロジーがあるため、それらの機能とアプリケーションの領域を理解するのは難しい場合があります。設計、材料の選択、部品の後処理の方法は、テクノロジーによって異なります。確かに学習曲線が必要になりますが、テクノロジーが提供するすべての利点を備えているため、習得する価値は間違いありません。
神話4：「積層造形は高すぎる」
特に金属を使用した積層造形は、所有するのに高価な技術と見なされています。ある程度は真実ですが、機器と運用コストは方程式の一部にすぎません。また、AMがサプライチェーンに与える全体的な影響も考慮する必要があります。
次のシナリオを検討してください。射出成形を使用して、スペアパーツをパーツあたり2ドルで大量生産しています。しかし、必要なユニットが数百個しかない場合はどうでしょうか。高い工具費を償却するには、実際に必要な部品の量に関係なく、何千もの同一の部品を製造する必要があります。つまり、現在使用していない部品の在庫を維持する必要があり、倉庫保管コストが発生します。
部品の保管、取り扱い、廃棄を検討する場合、余分な在庫を管理するにはコストがかかります。さらに、倉庫があなたの場所から遠く離れて、追加の輸送費が発生する可能性があります。
反対に、同じスペアパーツを3D印刷すると、製造に数倍の費用がかかる可能性があります。ただし、3D印刷には特別なツールが必要ないため、必要なときに必要な場所で必要な数のパーツを印刷できます。 3D印刷は在庫と輸送のコストを削減するのに役立つため、サプライチェーンの簡素化によるこの追加のメリットは、コスト削減につながります。
最終的に、AMに投資することを選択することは、3Dプリンターをすぐに購入することを意味する必要はありません。 。アディティブマニュファクチャリングを初めて使用する企業にとって、AMプロジェクトのアウトソーシングは、このテクノロジーの優れた入門書になる可能性があります。
神話5：「3Dプリントはボタンを押すだけで済みます」
3D印刷で使用される一般的な類似点は、2D印刷と比較することです。「印刷」ボタンを押すだけで、パーツを使用できるようになります。
ただし、産業用3D印刷としては、これは現実にはほど遠いです。部品が意図したとおりに出てくるようにするには、かなりの設計準備と後処理が必要です。
AM設計の考慮事項または金属3D印刷に関連する問題に関する記事をご覧ください。テクノロジーの微妙な違い。
複雑さを軽減するために、企業は高度に自動化されたハードウェアシステムを立ち上げましたが、他の企業は、設計準備からワークフロー管理まで、AMプロセスを強化および合理化するソフトウェアを開発しています。
ロボット3D印刷も登場します焦点を合わせることで、企業はさまざまな3D印刷操作をさらに自動化できます。
ボタンを押すだけで部品を3D印刷することは、今日のテクノロジーでは提供されていませんが、現在の自動化の傾向により、将来のそのビジョン。
神話6：「3Dプリンターは小さな部品しか作成できない」
3D印刷に関するもう一つの一般的な誤解は、それが小さな部品にのみ適しているということです。
一部の3Dプリンター、特に粉末ベースは、実際に比較的小さなビルドボリュームを持っています。これは、粉末床プロセスを使用した大きな部品の3D印刷は、費用効果が高くないことが多いためです。
ただし、3D印刷は、粉末床技術だけに限定されません。すでに市場に出回っているいくつかの大判3D印刷技術があり、より大きな3D印刷部品をますます手の届くところに持ってきます。
たとえば、Thermwoodのプラスチック用大規模積層造形（LSAM）3Dプリンターを取り上げます。 。 10 x 40フィート（約37平方メートル）の印象的な封筒を備えたLSAM 3Dプリンターは、ヘリコプターのブレード用の耐久性のある6mの長さのツールを印刷するために使用されています。
金属面では、Sciakyの電子ビーム添加剤製造（EBAM）を使用して、衛星燃料タンク用の巨大なチタンドームを作成しています。
このようなアプリケーションでは、3D印刷は費用効果が高く、大きな部品をより速く製造するための柔軟なソリューション。このテクノロジーによって開かれた可能性は、小さなコンポーネントだけにとどまりません。
神話7：「3D印刷を使用すると、複雑さはなくなります」
「複雑さは無料です」は、業界で一般的に聞かれるフレーズです。これは、3D印刷を使用して、あらゆるレベルの複雑さのオブジェクトを作成できることを意味します。
3D印刷技術は、実に非常に用途が広いです。これらを使用して、従来の方法では不可能な、薄い壁、複雑な形状、中空で格子状の内部構造を持つ部品を作成できます。しかし、この汎用性にもかかわらず、いくつかの制限があります。
他の製造技術と同様に、3D印刷には、エンジニアが部品を正常に製造するために従う必要のある設計ルールと原則があります。たとえば、オーバーハングが長く、角度が45度未満の部品には、印刷プロセス中に部品が崩壊するのを防ぐためのサポート構造が必要になります。
AM向けに設計する場合、エンジニアは部品の向きとツールパスも定義する必要があります。後処理ステップも考慮に入れてください。つまり、3D印刷された部品は、特定の設計上の考慮事項（このテクノロジーによる部品の製造の実現可能性を決定する考慮事項）を満たす必要があります。
したがって、複雑さは、この複雑さが満たされる場合にのみ解放されます。 3Dプリントによって課せられる設計要件。設計上の考慮事項を考慮することによってのみ、エンジニアは積層造形でコンポーネントを製造することから最大の価値を引き出すことができます。
神話8：「完全に3Dプリントされた臓器がすぐそこにあります」
3D印刷は医療業界で大きな進歩を遂げ、カスタマイズされた3D印刷された補綴物、歯列矯正、補聴器で大きな進歩が見られました。しかし、私たちは3D印刷された臓器の概念からどれだけ離れていますか？
今日の時点で、3D印刷は、実行可能な移植可能な臓器や組織の生産からまだ遠く離れています。これらのアプリケーションには、まだ開発されていないはるかに複雑な3D印刷技術が必要です。
とはいえ、3Dバイオプリンティングは大きな進歩を遂げています。たとえば、科学者はすでに3D印刷を使用して、小さな人工パッチ、軟骨片、骨、その他の組織を作成しています。これらの成果は、再生医療をさらに進歩させるのに役立ち、より良い薬物検査方法を開発するためにも重要です。
心強いことに、3Dプリントされた臓器が動物にうまく移植されたという記録された症例が少数あります。これは、最終的に3D印刷された臓器を移植することが、人間にとっても通常の医療処置になる可能性があることを意味します。
神話9：「3Dプリントですべてを印刷できる」
3D印刷はさまざまな用途に使用されているため、このテクノロジーを使用して何でも印刷できるように見えるかもしれません。
失望の治療法は、3D印刷が魔法の解決策ではないことを理解することです。 。設計開発を加速し、製造業に新たな機会を開くとき、それは驚異的なことをすることができます。しかし、結局のところ、これはツールボックス内の別のツールであり、独自の制限と適切なアプリケーションがあります。
誇大広告を過ぎて見る
3D印刷のような急成長している業界には常に多くの誇大宣伝がありますが、誇大広告を超えて、テクノロジーの真の機能と制限について最新の状態を保つことが重要です。これは、産業用3D印刷の可能性を理解するだけでなく、テクノロジーを使用することを決定する際に最善の戦略的決定を下すのにも役立ちます。
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