専門家インタビュー：3Dプリントで成功を収めたGraphite AdditiveManufacturingのJonathanWarbrick

AMサービスビューローの状況は、生産への取り組みが続くにつれて急速に変化しています。これまで以上に、サービスビューローは機敏であり、常に流動的な状態にある業界に適応できなければなりません。

Graphite Additive Manufacturingは、英国を拠点とするAMサービスプロバイダーであり、産業用3D印刷ソリューションを提供しています。英国のフォーミュラワンとモータースポーツの世界との強い結びつきを持つグラファイトのソリューションには、生産部品、工具、コンセプトモデル、プロトタイプが含まれます。

Graphiteのビジネス開発マネージャーであるJonathanWarbrickと話をし、ゲームの先を行く方法、AMでの機会、そして今日のサービスビューローとして成功するために必要なことについて話し合います。

Graphiteの使命は何ですか？

Graphiteの目的は、プロトタイピングから製造。これには、どのテクノロジーと材料がアプリケーションに最も適しているかを理解するのに役立ちます。他の多くのサービスビューローとは異なり、独自の材料も製造しています。

当社のマネージングディレクター、Kevin Lambourne 、 レッドブルレーシングで働いている間、彼は英国のサービスビューローから技術的な知識を得て、彼が管理していたハイエンドのトップレベルのプロジェクトを実際にサポートできないことに気づきました。

この経験の結果として、ケビンは2012年にグラファイトを設立し、その隙間を埋め、設計者やエンジニアに選ばれる積層造形サービスビューローとなり、クライアントにクラス最高の技術支援を提供します。生産へのプロトタイピング。

英国はモータースポーツの革新において世界をリードしており、積層造形が重要な役割を果たしてきました。したがって、初期の頃、私たちの主な業界の焦点はフォーミュラワンとモータースポーツでした。

それ以来、私たちは多様化し、私たちが持っている知識をより広い市場に取り入れるための措置を講じてきました。

近年の大きな成果は、自動車、船舶、航空宇宙、防衛などの業界への応用です。私たちは今でもF1フィールドとモータースポーツで多くの仕事をしています。これは私たちの伝統ですが、少量から中量の生産工程を製造するさまざまなセクターにも供給しています。

今日のサービスビューローの運営はどのようなものですか？

私たちにとって、ビジネスは本当に前向きで、昨年は高値で終了しました。過去3年間で約20％の持続的な成長があり、今年も20〜25％の成長が見込まれます。

今年のこの時期の課題は、既存のクライアントとの関係を強化しながら、リセットし、攻撃したい市場を理解することです。

最近の成長の背後にある原動力の1つは、プロトタイピングから本番環境への移行です。これが長く続く可能性があります。

モータースポーツでは、ボリュームがかなり少なく、リードタイムが非常に短いことがわかります。

持続可能なビジネスプランを構築し、今後成長するという点で、私たちはフォーミュラワンとモータースポーツのクライアントに素晴らしいソリューションを提供していることを認識しています。

私たちにとって重要なのは、緊急に必要なプロジェクトの迅速なターンアラウンドと、少量から中量の安定した生産の実行との間で、本当に良いバランスをとることです。そのため、エクスプレスサービスとエコノミーサービスを導入しました。

この移行には、品質基準、再現性、検査、トレーサビリティ、バックオフィスシステムの改善など、多くの課題が伴います。

これらは私たちが行ってきたものです。昨年9月の新入社員から大規模施設への入居まで、積極的に取り組んでいます。ですから、成長する余地があり、それは素晴らしいことです。

近年直面しているもう1つの課題は、低価格の注文を管理するための自動化の欠如です。これらは、ジョブのスケジューリングに関して多くの時間を費やしていました。ワークフロー自動化ソフトウェアは、私たちのビジネスにとって大きなメリットであり、ワークフローをはるかに合理化および自動化することができます。

多くのサービスビューローにとって、誘惑はすべての人々にすべてのものになるように努めることです。さまざまな素材やテクノロジーが存在するため、特定の分野に特化して提供することがより重要です。

私たちが享受している成長が持続可能であることを確認するには、細心の注意を払う必要があります。これは、クライアントの現在のニーズと、6〜12か月後のニーズの両方に沿ってこれらの投資を行うことを意味します。

特定のテクノロジーに投資するかどうかをどのように評価しますか？

これらの新しいテクノロジーと素材をクライアントに紹介し、特定のテクノロジーの制限と機能を理解し、そのテクノロジーに対する需要があることを確信することが非常に重要です。

私たちにとって、これは本当にデータ駆動型であることを意味します。私たちはそれぞれの新しいテクノロジーを理解しようとし、テストパーツを印刷して、ジャンプする前に何ができるか、何ができないかを理解します。

つまり、クライアントの近くにいることになります。新しいテクノロジーが登場したときにそれを導入し、SLS、SLA、MJF、FDMのいずれであっても、マシンに大きな投資を行う前に、実際にそこに需要があることを確認します。

たとえば、HPのMulti Jet Fusionテクノロジーを過去2年間クライアントに紹介し、そのテクノロジーの制限と機能をクライアントが完全に理解していることを確認しています。

積層造形業界の現状をどのように説明しますか？

業界は、費用対効果の高い製造ソリューションを提供するまでにはまだ長い道のりがあります。しかし、それは急速に変化しています。

特に金属や高性能プラスチックの側面で、より多くの生産ソリューションを提供する大きな可能性があります。

その良い例は、英国のスーパーカーメーカーです。これらの車両のボンネット下、キャブ内部品の多くは現在3Dプリントされています。お客様の1人は、重量を節約し、パフォーマンスを向上させるために積層造形を使用していますが、印刷の品質が最も重要です。

通気孔やフロントガラスの周囲などの単純な部品は、この技術がプロトタイピングに適していると見なされていたため、以前は印刷されていませんでした。今では、これらの非常にハイエンドな市場で頻繁に使用されるようになっています。

これは主に、ボリュームが適切であるためです。特定のモデルの数百の部分について話しています。数千の部品が必要な場合は、射出成形などの従来の技術を使用してより安価に製造する方法があります。しかし、少量の場合、3Dプリントの方が費用対効果が高くなります。

積層造形が、射出成形の代替品の機械的特性を模倣し、コストがかかるプレミアム素材を提供できるようになったのはごく最近のことです。 -これらの少量から中量の生産工程に効果的なソリューション。

コストを削減するための大きな範囲もあり、それは確実に間に合うでしょう。たとえば、SLSとMJFは、従来の射出成形やその他の製造形態と競争できる適切な価格帯を確実に達成する2つのテクノロジーであることが証明されています。

最後に、業界は部品の後処理と仕上げを改善し、それをより自動化して費用効果の高いものにする必要もあります。

必要な後処理の多くは、非常に手動の操作です。私たちはまだワークショップで多くの時間を手動で部品のクリーニング、サンディング、ブラストに費やしています。時間とお金を節約するには、後処理をできるだけ自動化する必要があります。

企業は社内でより多くの3Dプリントを行い始めています。それがサービスビューロー市場にどのような影響を与えると思いますか？

これは、特に自動車などの業界で、射出成形やその他の製造形態などの技術で起こったことと非常によく似ています。本質的に、自動車OEMは何も製造せず、大きな生産ラインで部品を組み立てます。

積層造形などの新技術により、企業は自社で部品を製造し、確実に製造できるようにします。最高のメリットとコスト削減。しかし、それは必ずしもそれらすべての部品を社内で作成する必要があるという意味ではありません。

現時点では、機械を購入して高級化するという真の意欲があります。やがて、それは自動車で使用される他のほとんどすべての技術と同じように、再び消散するでしょう。彼らは部品をアウトソーシングし、時間通りに配達されるようにします。

最終的には、バランスが取れます。例としてフォルクスワーゲンを取り上げます。彼らは、製造プロセスをサポートするために、ワークショップフロアに部品を印刷する多数のFDMマシンを持っています。しかし、彼らはまだ大量の印刷部品を他のサービスビューローにアウトソーシングしています。

現在、すべてのAM生産を社内に持ち込みたいという誘惑がありますが、人員、ワークショップスペース、およびコストの面で影響を与える、将来の生産需要を満たすために多数のマシンが必要であると企業が認識するにつれて、それは変化します。結局のところ、常に優れたサービスビューローのサポートが必要になります。

独自の材料を開発するためのGraphiteのアプローチはどのようなものでしたか？

それは、私たちが主に英国のフォーミュラワンチームにサービスを提供していた初期の頃から本当に生じています。

3D印刷を使用するという意欲は、トラックのラップの周りでほんの一瞬を節約できる可能性のある、最も強く、最も硬く、最も軽量な部品を車に搭載する可能性でした。

市場に出回っているものを調べ、カーボン入りのSLSナイロンを開発しました。

基本的に、カーボンファイバーにナイロンPA12ベースの短いストランドを充填します。ストランドが長すぎると、パーツから繊維が突き出ているのがわかります。優れた機械的特性が得られますが、パーツはひどく見えます。しかし、これらの炭素繊維ストランドが短すぎると、機械的特性が損なわれます。

私たちは、ナイロン素材を充填して剛性と強度を高めるために最適な繊維の長さを開発しました。当社の材料は、通常のPA12またはPA11に従来期待されていたものよりも大幅に優れた機械的特性を備えています。破断時の剛性、強度、伸びがはるかに優れています。

初期の頃、私たちが使用したのはカーボンを充填したナイロンSLSだけでした。市場からのフィードバックは素晴らしく、F1とモータースポーツの世界で頼りになる素材になりました。

剛性と強度に加えて、顧客は自然に濃い灰色の黒い外観を高く評価しています。材料。エンジニアリンググレードのプラスチックの準備ができているようです。従来のSLSナイロンのように素材を染色する必要はありません。

しかし、剛性、強度、優れた機械的特性を必ずしも必要としないお客様もいらっしゃいました。彼らが望んでいたのは本当に軽量なタイプのナイロンだったので、私たちはグラファイト充填ナイロンSLSの開発を始めました。材料内にはまだ炭素繊維の密度があり、機械的特性を追加し、機械から直接部品を自然に濃い灰色/黒色に見せるために、グラファイトダストを充填します。

現在販売中カーボンSLSの3倍または4倍のグラファイトSLS。カーボンSLSは、F1チームやレーシング界で今でも非常に頼りになる素材です。しかし、船舶や自動車などの業界は、より費用効果の高い生産ソリューションを求めています。グラファイトSLSは、おそらくカーボンよりも約30％費用効果が高いです。

私たちはまた、競合他社の一歩先を行くために、新しく革新的な材料を考案しようとしている多くの軽量ポリマーにも取り組んできました。

現在、カーボンよりもさらに軽量な新しい超軽量SLS素材に取り組んでいます。ハイブリッド車や電気自動車の性能を向上させるためのこのような取り組みにより、軽量化は、私たちが協力する多くの設計者やエンジニアにとって重要な考慮事項になっています。私たちは、これらの課題に対応するために、積層造形ソリューションを提供し続けたいと考えています。

複合材料はどうですか？

現在、複合工具市場には多くの作業があります。繰り返しになりますが、それは部品をより軽く、より効率的にするためのドライブについて私が言っていたことに戻ります。

現在、金属で作られた部品の多くは、炭素繊維で作られていると考えられています。そのため、私たちはその複合材料産業をサポートするために、意図的に多くの材料と技術を実行しています。

これには、3D印刷の可溶性および抽出マンドレル、セラミックSLAモールド、高温FDM材料、ジグおよび固定具が含まれます。複合材料市場はアディティブマニュファクチャリングに自然に適合していると考えており、多くの技術的協力パートナーシップを確立しています。

今日のAMサービスビューローの状況をどのように説明しますか？

現在、さまざまな種類のサービスビューローがあります。しかし、3D印刷への参入障壁が非常に低いため、2台のデスクトップFDMマシンに数千ポンドを費やすことができ、突然サービスビューローができました。

しかし、全体として、それは業界にとって良いことだと思います。競争は、開発と革新を推進するため、業界を前進させるための鍵です。

そこには非常に確立された優れた支局がいくつかあります。しかし、Graphite AMが行っていることを行っている局は、あるとしてもごくわずかです。技術的な知識と独自のSLSパウダーの製造という点で、英国ではユニークです。

今後、今後数年間で多くの合併や買収が行われると思います。主に航空宇宙セクターによって燃料を供給されています。材料の調達から生産までのAMプロセスをロックダウンすることは、飛行承認済みの部品にとって重要です。これは、今後数年間で業界内で多くの動きにつながる可能性があります。

ニッチを切り開き、提供を続けることができるビューローの将来は非常に明るいように見えます。

幸運にも取り組んできたサクセスストーリーを教えていただけますか？

最近のケーススタディの1つは、大手自動車部品サプライヤーであるニフコです。電動化への動きと従来のガソリンおよびディーゼル燃焼エンジンからの移行に伴い、現在、軽量化と電動ブーストシステムの効率向上の必要性が非常に高まっています。

軽量エンジンブラケットでニフコと協力します—伝統的にアルミニウムから機械加工されてきた部品です。私たちはR＆Dチームと協力して、GraphiteSLSで印刷できるより費用効果が高く軽量な部品を製造しました。これは、この種の最初の3D印刷されたエンジンマウントであり、フィードバックは非常に良好です。

もう1つは、世界で最も過酷な環境のいくつかで動作するUAVおよび環境センサーを製造する会社であるFTTechnologiesです。彼らは、環境センサーがUAV市場を対象としているため、非常に軽量で耐久性のある素材を求めていました。

このプロセスは約1年前に始まりました。いくつかのコンセプトデザインから始めて、いくつかのプロトタイプを作成しました。 3D印刷の利点は、従来の方法よりもはるかに迅速に、設計を微調整し、部品を開発し、製品を市場に投入できることです。

数回の設計会議と元のファイルへのいくつかの変更の後、コンポーネントは昨年9月にリリースされました。その部分は現在生産に移行しており、最初の100ユニットは市場を評価するために発送されました。フィードバックは素晴らしく、生産に至るまでのプロトタイプ作成に3D印刷を使用した素晴らしい例です。

Graphiteの詳細については、次のWebサイトをご覧ください。 https://graphite-am.co.uk/