3Dプリントの革新を紹介する5つのアプリケーション
アディティブマニュファクチャリング（AM）は、メーカーのイノベーションを加速できる重要なテクノロジーの1つです。 AMを採用している業界は、製品の設計と製造に新しい機会をもたらす変革を遂げています。
本日の記事では、業界全体に新しいトレンドをもたらす可能性のある3D印刷の最近の開発のいくつかを見ていきます。
1。 3Dプリントされたバイオニックアイ
人間の目は魅力的なエンジニアリングですが、複数の技術的障壁があるため、それを再現することは困難であることがわかりました。現在、3D印刷、電子工学、生物学の融合により、ミネソタ大学の研究チームは障壁を克服する方法を見つけ、人工眼のプロトタイプを作成しました。
このマイルストーンは、視覚障害者がよく見える、または目の見える人がよく見えるようにする、バイオニックアイの作成に向けた重要なステップを示しています。
バイオニックアイのプロトタイプは、銀の粒子が印刷された半球形のガラスドームで構成されています。次に、半導体ポリマー材料を使用してフォトダイオードを印刷しました。フォトダイオードは、光を処理して実際の画像に変換できる電気信号に変換します。
テストの結果、人工眼球は25％の効率で光を変換しました。電気信号への信号。研究者によると、これは実際の目に似たものを開発するのにこれまでで最も近いものです。チームによって開発されたマルチマテリアル3Dプリンターは、この大きな偉業を達成するための鍵でした。
現在、研究者は次のプロトタイプに取り組んでいます。このプロトタイプには、さらに効率的な光受容体が追加されます。彼らはまた、実際の目に移植できる柔らかい半球形の素材に印刷する方法を探しています。
サイエンスフィクションのように聞こえるかもしれませんが、3Dプリントされたバイオニックアイはすぐに現実のものとなり、再生医療の新時代を迎える可能性があります。
2。ボートと軍用シェルター全体を3Dプリントする
3D印刷は最近、2トン以上の重さの7.62mのボートを製造するために適用されました。 3Dirigoという名前のボートは、これまで3Dプリントされた中で最大のオブジェクトであると言われています。この偉業は、メイン大学のUMaine Advanced Structures and CompositesCenterによって達成されました。
大規模な3D印刷は、小さな部品やプロトタイプだけでなく、大きな構造物もより経済的に3D印刷する方法を模索する企業が増えるにつれて、新しいトレンドになりつつあります。
3D印刷された船舶は、このトレンドが勢いを増していることを示す刺激的な指標です。ボートは、72時間以上のノンストップ印刷中に1つのソリッドピースで作成されました。従来の製造方法を使用する場合、ボートの製造には数週間から数か月かかる場合があります。
ボートを作成した押し出しベースの3Dプリンターは、バイオベースの材料で動作するように設計されています。具体的には、プラスチックとウッドセルロースのブレンドです。新しい持続可能な生物由来の複合材料は、リサイクル可能で経済的であると言われています。
これらの素材を大規模な3Dプリントと組み合わせるのは偶然ではありません。 3D印刷は、材料の無駄を減らし、必要な場所に近い場所でより迅速に生産できるため、持続可能な製造オプションとしても知られています。
3Dプリントされたボートに加えて、研究者たちは3Dプリントされた長さ3.65mの米陸軍通信シェルターも導入しました。このプロジェクトは、UMaineと米陸軍戦闘能力開発コマンド（CCDC）兵士センターが協力して、兵士のための新しい、迅速に展開可能なシェルターを開発することを実証したものです。
最終的に、これらの開発は、大規模な3D印刷は、海洋部門と軍事部門の両方でイノベーションとプロトタイプ開発を加速させる可能性があります。これらの業界を超えて、大規模な3D印刷は、航空宇宙、建設、鋳造のアプリケーションでの有用性をすでに証明しています。
3。ロケット製造の再考
特に航空宇宙は、カリフォルニアを拠点とする新興企業であるRelativity Spaceがロケットの作成を計画しているため、大規模な3D印刷によって間もなく変革される可能性があり、その約95％のコンポーネントが3D印刷されます。
ビジョンを実現するために、同社は機械学習とロボット工学を搭載した世界最大のアーク溶接金属3Dプリンターの1つであるStargateを開発しました。 Stargate 3Dプリンターの背後にあるテクノロジーは、金属線がノズルからビルドプラットフォームに押し出されるときに金属線を溶かすことによって機能します。
直径2.7m（9フィート）、高さ約4.5 m（15フィート）のコンポーネントを作成する機能を備えたStargateは、すべての燃料タンクとその他の大型ロケットコンポーネントを印刷します。小さな部品の場合、同社は選択的レーザー溶融（SLM）技術を使用しています。
3D印刷を適用してロケット全体を実質的に製造することにより、Relativity Spaceはロケットの重量を大幅に削減し、ペイロードを増やしながら打ち上げのコストを削減できる可能性があります。さらに、3D印刷により、同社はわずか2か月で飛行可能なロケットを製造できるようになります。これは、ロケット製造に関しては印象的な時間枠です。
Relativity Spaceは、2021年初頭までに、完全に3Dプリントされたロケットを軌道に投入する最初のロケットになることを目指しています。 。
たとえば、同社の主力製品であるTerran 1ロケットは、3 mのペイロードフェアリングなど、2倍の体積で最近いくつかの改良が加えられました。もう1つの注目すべき成果には、最近閉鎖された1億4,000万ドルのシリーズC資金調達が含まれ、会社をビジョンに一歩近づけました。
ロケット全体を3Dプリントすることで、ロケットの打ち上げを大幅に加速し、打ち上げの頻度を増やすことができます。このビジョンは本当に野心的であり、成功すれば、ロケットの開発と製造の方法を再考するための一歩となるでしょう。
4。 3Dプリントと自律移動の未来
AirbusはLMIndustriesと提携して、Neorizonと呼ばれる新興企業を設立し、自律移動に焦点を当てた革新的な製品を提供しています。これを達成するために、両社はデジタルマニュファクチャリングとポリマーおよび金属の3D印刷に関する専門知識を結集しています。
LM Industriesは、業界で最も話題になっている3D印刷車両の背後にある会社、Local Motorsによって昨年（2018年）に設立されました。 2016年、Local Motorsの3Dプリントされた自動運転シャトルのOlliは、従来の車両よりも部品が90％少なく、リサイクル可能な部品が100％使用されています。同社は3D印刷を使用して、地元のマイクロファクトリーで車両を製造および組み立て、それにより、より柔軟で機敏な生産を実現しています。
LM Industriesによると、「現在の輸送インフラストラクチャと既存の大量生産は柔軟性がなく、資本集約的であるため、進化する技術トレンドや変化する消費者の需要に対応できません」。
柔軟性を高めるため製品の開発と生産において、Neorizonは地元のマイクロファクトリーを設立します。これにより、製品の設計と製造をより迅速に、より柔軟に行うことができます。
現在、新興企業がどの製品を開発するかは正確には不明ですが、焦点は航空にあると思われます。現在、航空機を飛行タクシーや配達車両として使用することへの関心が高まっているため、これらはNeorizonが探索する可能性のある1つの領域である可能性があります。
Neorizonが開発するものが何であれ、このようなパートナーシップは、3D印刷が重要な役割を果たすデジタルマニュファクチャリングへの移行が進んでいることを示すもう1つの指標となります。最終的に、これは、両社が自律移動の未来を再考するのに役立つAMの可能性に自信を持っていることを意味します。
5。 3Dプリントサービスビューローの新しい機会
9月、米国を拠点とする3D印刷サービスプロバイダーであるVoodoo Manufacturingは、新しい歯科用製造および流通サービスであるVoodoo ClearAlignersを立ち上げました。
同社は、Formlabsの樹脂ベースの技術を使用して20,000個のアライナー金型を製造しています。月。年末までに、月に80,000個の金型に生産を拡大する予定です。
驚くべきことに、VoodooManufacturingのクリアアライナー市場への参入は十分に根拠があります。クリアアライナー市場は驚異的な成長を遂げており、ブードゥーはシェアを獲得したいと考えています。
多くの点で、この成長は歯科用3D印刷などのデジタルテクノロジーの導入に起因する可能性があります。
基本的に、クリアアライナーは歯を調整してまっすぐにするために使用されるデバイスです。一人一人の歯の位置や形が違うので、本質的に個性的な商品です。 3D印刷は、歯科専門家が金型の製造を通じて費用効果の高い方法でクリアアライナーをカスタマイズできるようにする唯一の技術です。
次に、これらの金型は熱成形と呼ばれるプロセスで使用されます。熱成形では、特殊なプラスチックが柔軟になるまで加熱され、金型の形状に成形されます。
現在、クリアアライナーの大部分は3Dプリントされた金型を使用して製造されていると推定されています。このような大量のアプリケーションでは、スピードと自動化が2つの重要な優先事項になります。これは、VoodooManufacturingの創業以来のビジネスの中心でした。
他の3D印刷サービスビューローが注意することができます。非常に多くの異なる材料と技術が存在するため、サービスビューローが競争力を維持するために特定の分野に特化することが重要になっています。
Voodoo Manufacturingのクリアアライナー市場への飛躍は、3D印刷サービスビューローが専門知識を確立できるさらに別の分野を示しています。明確なアライナー市場が成長を続け、ゲームに参加する企業が増えるにつれ、他のサービスプロバイダーの中には、ますます儲かる市場のニッチを埋めるためにVoodooManufacturingの訴訟に従う可能性があります。
3Dプリントのトレンドを設定する力
3D印刷を採用する業界は、このテクノロジーにますます自信を持っています。自信が高まるにつれ、企業は3D印刷を試して、新しいアプリケーションやビジネスチャンスを見つけようとしています。これは、高度な医療製品の開発であろうと、完全に3D印刷されたロケットの製造であろうと、最終的には業界全体の新しいトレンドを形作るのに役立ちます。
明らかに、3D印刷はプロトタイピングを超えており、イノベーションを推進する大きな可能性を秘めているため、企業は競合他社との差別化を図るだけでなく、次の大きなものになる可能性のあるものを開発することもできます。 。
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