専門家インタビュー：Aconity3DのマネージングディレクターであるYves Hagedornが、企業の積層造形によるイノベーションの支援について

金属3D印刷の採用は、アプリケーションの開発、材料およびプロセスの認定が必要なため、困難な場合があります。これらの課題を克服するために、ドイツの会社Aconity3Dは、顧客がプロセスパラメータを実験し、技術の新しいアプリケーションを研究できるようにする柔軟な実験用金属3D印刷システムを提供しています。

今週の専門家インタビューでは、Aconity3DのマネージングディレクターであるYves Hagedornが、オープンアーキテクチャを備えたハードウェアシステムの利点と、デザインソフトウェアが金属3D印刷の重要な課題の1つである理由について説明します。

Aconity3Dについて教えてください。

Aconity3Dでは、金属積層造形に必要なすべてのものを提供しています。

私たちは、特殊な機械部品とさまざまなモジュールを提供します。これらを組み合わせて、特殊な用途向けに設計された機器を作成できます。これは、市場全体で考えられるすべてのアプリケーションに対応できるシステムは1つではないと考えているためです。

私たちのカスタマージャーニーはコンサルティングから始まります。たとえば、顧客がマグネシウムを3Dプリントできるかどうかを確認するために私たちにアプローチする場合があります。この例では、2番目のビジネスユニットである材料の配布について調査を行い、問題の特定の材料をどこで入手できるかをお客様に確認します。

3番目のビジネスユニットでは、材料が積層造形で処理できることを確認するためにいくつかのテストを行います。そして、それがすべて機能し、顧客が満足している場合、私たちはジョブショップとして機能し、顧客のためにその特定のアプリケーションを製造します。

長期的には、お客様はその特定のアプリケーション向けに設計された当社の機器を購入することを決定する可能性があります。

私たちのアプローチにより、お客様は適用可能な資料の範囲を拡大するという点で効率的な調査を行うことができます。

お客様がまだ認定されていない特殊用途向けの特定の材料をお持ちの場合、お客様は当社の機器の認定に向けて多くの調査を行うことができます。さまざまなパラメータを使用でき、ソフトウェア側から完全に解放され、必要なパラメータに応じてハードウェアで変更を実行することもできます。

最終的には、お客様のワンストップショップになりたいと考えています。ただし、機器の販売が当社の主な事業です。

会社設立の動機は何でしたか？

ええと、適用可能な材料の観点から、または生産性を向上させることによって、積層造形の範囲を拡大したい場合または寸法精度の場合、ハードウェアとプロセス内のすべての可能なパラメータへの完全なアクセスが必要です。

これを可能にするシステムは、市場には存在しないことがわかりました。そして、それは私たちが顧客に彼らのプロセスを微調整する可能性を提供するという考えを思いついたときでした。その時、Aconity3Dが誕生しました。

私たちはすぐに、私たちには実際の資産があり、ハードウェアとソフトウェアの両方にアクセスする必要がある実際の顧客のニーズを満たすことができることに気付きました。

Aconity3Dが提供するテクノロジーとサービスから最も恩恵を受ける特定の業界はありますか？

添加剤の産業用途は可能性と同じくらい多様であるため、特定の産業はありません。

巨大なアプリケーション分野がある医療業界を見てみましょう。たとえば、生体吸収性のチタンインプラントやマグネシウムを使用することができます。医療用センサー業界にもアプリケーションがあります。

同じことが航空宇宙にも当てはまります。航空宇宙産業は、たとえばめっきに適用可能な合金、または高温合金の範囲を拡大することに関心を持っています。

業界は非常にコストを意識しているため、自動車も興味深い例です。これは、自動車会社が得たものに対してのみ支払いをしたいということを意味します。

私たちの価値提案は、柔軟性が高いことです。これにより、特定のアプリケーションに必要のないものをすべて除外することができます。これにより、従来の製造技術と競争することができます。

金属3D印刷に関して、このテクノロジーに最適なアプリケーションはどれですか。また、企業はどのようにして適切なタイプのアプリケーションを特定し始めることができますか？

小さなサイズのコンポーネントや複雑な構造のコンポーネントがある場合は、積層造形を検討することをお勧めします。添加剤を使用するもう1つの理由は、以前は不可能だった新しい材料を組み合わせるためかもしれません。例として銅とクロムを取り上げます。

ここでの主なハードルは、ほとんどすべてのアプリケーションで、部品を製造することです。フライス盤や他の従来の製造技術と比較した場合、積層造形ではより高価です。

1つの例外は歯科修復物です。これらの場合、積層造形はフライス盤よりも安価です。そのため、粉末ベースのレーザー溶融の最初の産業用アプリケーションの1つでした。もう1つの例外は、眼鏡フレームです。これは、添加剤の優れた用途でもあります。

しかし、他のすべての場合、ビジネスケースと製品ライフサイクルコストの間に矛盾が生じることがよくあります。多くのお客様は製品ライフサイクルコストについてまったく知らないため、これが主なハードルです。

言い換えると、機能を統合できるようになりました。たとえば、冷却チャネルを住宅に統合することはできますが、それに値札を付けることは非常に困難です。したがって、主な課題は、部品のスクリーニングを行い、添加剤の塗布と製造に有効なビジネスケースを見つけることです。

金属3D印刷の主な課題は何ですか？また、それらにどのように対処しましたか？

私の意見では、重要な課題の1つは、部品の設計とそれに対応するデータ準備用のソフトウェアソリューションにあります。アディティブマニュファクチャリングに関しては、標準化は依然として課題であり、これはソフトウェアが実際には標準化されていないという事実に一部起因していると思います。たとえば、個々のシステムプロバイダーごとにさまざまなデータ形式を使用します。また、部品設計に関しては、添加剤製造の柔軟性の高さから、ガイドラインはありません。これが、歯科修復フレームワークが最初の真の産業用アプリケーションであった理由でもあります。完全に自動化された部品設計とデータ準備フレームワーク–単一ロットサイズの部品の連続生産の前提条件。

初めて70年代以降、実際に設計またはシミュレートできるよりも複雑な部品を作成できる状況になりました。

したがって、設計とデータの準備は依然としてこの業界のボトルネックですが、インテリジェントなソフトウェアソリューションはこの方程式から除外されており、生産性の高いハードウェアシステムに重点が置かれています。アディティブマニュファクチャリングに適した部品を準備することは重要なスキルであり、かなりの時間を必要とします。

部品の設計とデータの準備に2週間以上かかったのに対し、部品の印刷には2日しかかからなかった例を見てきました。これは、その時間の部品を設計するのは単純に非効率的です。私の意見では、ここで問題が発生します。

カスタマーサクセスストーリーを教えていただけますか？

はい、間違いなく。現在、医療用のマグネシウム部品を製造しているお客様がいらっしゃいます。チタンインプラントのFDA承認を獲得した人もいます。

自動車業界では、生産性の高いシステムを求める声がありました。そこで、直径400mmのプレートに完全にオーバーラップする4レーザーシステムを提供しました。市場でそうすることができたのは私たちだけだと思います。それは生産性に大きな影響を与えます。

さらなる顧客は、高温予熱の可能性を利用して、適用可能な材料の範囲を高度に合金化された工具鋼、チタンアルミニウム、および特定のニッケル基超合金に拡大します。

今後数年間でAM業界はどのように進化していくと思いますか？

私が添加剤に携わってきた12年間で、業界は間違いなく成熟しました。私が最初に始めたとき、たくさんの誇大宣伝がありました。今、誇大広告はやや弱まりました。

テクノロジーの進化は、積層造形の多くのアプリケーションのロックを解除するのに役立ちましたが、これらすべてのアプリケーションには、依然として高度な専門知識が必要です。

今日、特定のデスクトップ3Dプリンターを1000ユーロ未満で購入できるため、高価な粉末ベースのレーザー溶融システム、プレスプレイなどの産業用工具機械を購入できると多くの人が信じています。すぐにビジネスケースがあります。

明らかに、工業用積層造形の場合はそうではありません。専門知識のトレーニングと開発には大きな課題があります。そして、それが業界全体が進化し続ける必要がある場所だと思います。

業界内でより多くの専門知識を持ち、何よりも、より標準化されたプロセスと信頼性の高い製品を持つことが、積層造形を産業で採用するための鍵となります。

AM業界であなたが興奮している進展はありますか？

はい、間違いなく。私たちは、プロセスから可能な限り多くの情報を取得するためにさまざまなセンサーを使用することを意味するインプロセスモニタリングだけでなく、その情報を使用してインプロセス制御を行うことに重点を置いています。

これがAMの聖杯だと思います。インプロセス制御を使用すると、プロセス内の欠陥にほぼ即座に対応できるからです。

これにより、システムがよりスマートになります。

インプロセスの監視と制御について、そしてその分野でAconity3Dが何をしているのかについてもう少し話していただけますか？

当社は、粉末床レーザー溶融が始まったフラウンホーファーレーザー技術研究所からのスピンオフです。

そのような背景から、加工レーザーに合わせてさまざまな光学センサーを実装することができました。そしてそれはあなたが相互作用ゾーン、メルトプールとレーザーからすぐに多くの情報を引き出すことを可能にします。

ただし、これはビッグデータに関連する他の課題につながります。その膨大な量の記録データをどうしますか？実際に必要のないデータをスキップするようにするにはどうすればよいですか？そして、有用なデータと役に立たないデータをどのように区別しますか？

それが、現在業界が進んでいるところだと思います。そして、それは私たちも行っていることです。高速度カメラを使用してプロセスの内部を調べ、そこから学習します。また、プロセス制御の閉ループを可能にするさまざまなセンサーもあります。

したがって、そのシステムを導入している場合は、メルトプールが高すぎるか大きすぎるかを検出でき、レーザー出力を介してそれを調整できるため、プロセスからの信号に反応します。

それは私にとって本当に魅力的です。そして、ここにはまだ多くの可能性があると思います。

Aconity3Dは最近、Aerosintとのパートナーシップを発表しました。このパートナーシップは、今後のあなたの会社にとってどのような意味がありますか？

私が業界に携わって以来、人々はマルチマテリアルの金属部品に興味を持ってきました。そして、それは常に何を最初にすべきか、アプリケーションまたは技術開発の問題でした。

しばらくの間、その方向では実際には何も起こりませんでした。次に、ベルギーの会社であるAerosintに会いました。この会社は、粉末床にX寸法とY寸法の2つの異なる材料を配置できる粉末堆積装置を開発しました。これは基本的に、マルチマテリアルアディティブマニュファクチャリングに欠けていたものです。

これで、個々の材料に必要なプロセスパラメータを変更することで、ビルドプレート上の変更された粉末パターンまたは材料パターンに反応する能力を備えた方程式になります。

これは、Aconity3DとAerosintの両方のパートナーが、マルチマテリアルのAMの夢を実現するための強力な基盤を持っていることを意味します。

マルチマテリアルメタル3D印刷の可能性を利用して、どのような新しいアプリケーションを開くことができますか？

本当に恩恵を受ける可能性のある業界の1つは、宝飾品業界です。

銅からクロムまでの傾斜機能材料を作成することは、別の機会かもしれません。それらは、成形または鍛造産業内の工具に使用できます。たとえば、マルチマテリアル3D印刷では、銅を使用して冷却構造を作成し、クロムまたは鋼を使用して部品の外面を作成できます。

グラデーションがある場合は、機械的特性を評価することもできます。これは、応力遮蔽を低減するための医療分野で役立つ可能性があります。この効果は、金属製のインプラントが密集しすぎて、骨の強度が低下した場合に発生します。マルチマテリアル3D印刷を使用してインプラントの機械的特性を変更することにより、応力遮蔽を減らすこともできます。

ただし、新しいアプリケーションを開発する前に、現在の積層造形の機能と同様の機能を示すための技術的な推進力が必要だと思います。

Aconity3Dの将来はどうなるのでしょうか？

マルチマテリアルと同様に、適用可能なマテリアルの範囲を拡大し続け、産業パートナーに新しいアプリケーションを提供できるようにします。特殊なシリーズアプリケーションについて深く掘り下げたいと思います。

ニッチなアプリケーションでは、特に1人の顧客のみの場合、新しい材料を認定することが非常に難しい場合があることを理解しています。しかし、私たちのパンとバターは、お客様が満足し、彼らが考えているアプリケーションを活用できるようにすることです。

私たちは、最終的にはお客様のイノベーションを可能にするものになりたいと考えています。

Aconity3Dの詳細については、次のURLをご覧ください。 aconity3d.com