専門家のインタビュー：アメリカが3Dプリンティングの進歩をどのように推進しているかについて、ジョン・ウィルチンスキー常務理事に就任

America Makesは、米国の積層造形（AM）の全国的な加速器であり、AM技術の研究開発（研究開発）、商業化、採用を推進する方法をリードしています。 2012年の設立以来、研究所は88のAM R＆Dプロジェクトを実行し、65の設立組織から225を超える組織に成長しました。

今週の専門家インタビューでは、AmericaMakesのエグゼクティブディレクターであるJohnWilczynskiと話をし、3D印刷規格の現状である米国空軍研究所との最近の3億2200万ドルの協力協定について詳しく学びます。そしてAMの採用を加速するために労働力を開発することの重要性。

AmericanMakesと組織の使命について教えてください。

America Makesの使命は、3Dプリントまたは積層造形の採用を促進することです。私たちは技術の産業基盤の開発に焦点を当てています。私たちはこれを7年以上行っています。私たちは2012年に設立され、さまざまな米国政府および連邦政府機関から資金提供を受けました。

この資金を使用して、技術開発、技術移行、および労働力開発に投資しました。

明確にするために、AmericaMakesは政府機関や政府機関ではありません。私たちは、National Center for Defense Manufacturing and Machining（NCDMM）と呼ばれる非営利団体によって運営されています。プログラムを実行および管理するのはAmericaMakesです。

America Makesは最近、米国空軍研究所との合意を発表しました。この合意の重要性は何ですか？

主な重要性は、米国政府の信頼できるパートナーとしての地位を確立したことです。この新しい契約は、過去7年間の成功を裏付けるものであり、今後7年間この分野で働き続ける機会を与えてくれます。

契約には多額の金額が添付されていましたが、それは私たちが3億2200万ドルのレベルで資金提供されたことを意味するものではありません。これは単に、政府資金によるプロジェクトに入札する機会を提供する契約を結んでいることを意味します。

資金は政府契約に入札するために利用できるため、効果的に私たちの組織、そして最終的にはプログラムパートナーに、比較的簡単にお金を稼ぐことができます。

次に、コストシェアと呼ばれる要素があります。これは、より一般的には現物寄付と呼ばれ、3億2200万ドルの構成要素でもあります。

また、観点から、最初の7年間でAMで2億ドルを超える研究開発を実施しました。

アメリカが長年にわたって行ってきたイニシアチブのいくつかについて、もう少し詳しく説明していただけますか？

はい、もちろんです。

先ほど申し上げましたように、研究所の主な機能は技術開発です。これは、研究所のコンソーシアムを通じて行われている中核的な研究開発と考えることができます。そして、これは主に応用研究です。これは、テクノロジーを証明し、それを商業化のポイント、またはポイントに近づけることを意味します。

私たちが長年にわたって行ってきたことの大部分は、このコアアクティビティに焦点を当ててきました。

このようにして、テクノロジー開発ロードマップを順調に進めていることを確認しています。研究所設立から1年以内にロードマップを策定し、過去6〜7年間の指針となってきました。これは、設計、材料、プロセス、バリューチェーン、そしてAMゲノムと呼ばれるものの5つの領域に分類されます。

そうは言っても、それは、コミュニティ内に存在するテクノロジーのギャップを特定し、タスクを中心にコミュニティを触媒して進歩を遂げようとする方法です。

インスティテュートの主要な機能として私たちが焦点を当てている最後の要素は、教育と労働力開発です。

私たちのスペース内では、コミュニティが、デザイナー、材料会社、フロアの技術者など、新しく開発されたテクノロジーを利用できるようにしたいと考えています。現実になり始めているさまざまな異なる職種。

私たちは、業界で認められた資格の開発に焦点を当てようとしています。テクノロジーのR＆Dと同じように、教育機関と協力して、K12教育システム、中等教育、または現職の労働者トレーニングを通じて、労働力を教育していることを確認します。テクノロジーを認識していません。

私たちは、既存のスキルセットを活用して、業界で役立つようにトレーニングする方法を探しています。スペース。

そこで、教育と技術開発の両方について、これら3つの部分に焦点を当てました。私たちはロードマップを中心に活動を行っており、私たちは自分たちを召集者、コーディネーター、触媒と考えています。

私たちが行うことの調整コンポーネントは、メンバー主導のロードマッピングプロセスで行った作業に直接関係しています。現在、America Makesには、政府機関、学術機関、および大小の企業の業界で構成される約225人のメンバーがいます。

私たちは常にそのコミュニティの動向を把握して、テクノロジーが現在どこにあり、望ましい将来の状態が何であるかを理解し、それらすべてをアプリケーション中心の焦点に結び付けています。

それは、楽しみや実験室での実験ではなく、最終用途のアイテムのために技術を開発することを意味します。それが私たちがインスティテュートで行ってきたことの中心であり、今後7年間も私たちの使命であり続けます。

私たちは、彼らのニーズが何であるかを確実に理解するために、私たちの会員と政府との間で数え切れないほどのワークショップを開催してきました。

最終的には、組織と協力して、社内の研究開発プログラムや社内、または政府によるテクノロジーへの投資を通じて、テクノロジーへの資金提供や投資を組織化したいと考えています。

私たちは、国として、最も重大なギャップがあるテクノロジーに戦略的に投資し、可能な限り迅速に技術を進歩させ、努力を重複させないようにしたいのです。 。

あなたの意見では、AM内の標準化の現状はどのようなものであり、業界全体の包括的な標準セットからどれだけ離れていますか？

標準化は、私たちが取り組んできたもう1つの非常に重要な活動です。過去3年間、私たちは組織的な機能を果たしており、再び召集者とコーディネーターの役割を果たし、コミュニティをまとめてニーズを調整しています。

これを最初に推進した大きな部分は、標準の欠如が重大な問題を引き起こし始めたことでした。技術がプロトタイピングから最終用途のコンポーネントの開発と製造に大きくシフトし始めたので、それを行うことができる唯一の方法は標準を使用することであることが明らかになりました。

購入者が航空機、自動車、機関車などのコンポーネントを調達したい場合、取得コミュニティはそれに対して何かを調達する必要があります。そして、私たちは皆、その方法をよく知っています。

ただし、従来の製造を考えている場合、AMコンポーネントには、多くの場合、購入するのと同じ標準は存在しません。ですから、それはこれを推進しているものの本当に大きな部分です。そして、そこで進歩が見られ始めています。

America Makes and America National Standards Instituteの成果物であるAdditiveManufacturing Standardization Collaborative（AMSC）ロードマップは、現在、私たちがバージョンと呼んでいるものとして存在しています。 2.0。これはインターネット上で動的なロードマップとして利用可能であり、そこで特定されたギャップを確認することができます。

過去1年間に行われた主要な改善の1つは、ロードマップを動的に更新する機能でした。組織がISO、ASME、ASTM、またはSAEのいずれであっても、この特定のギャップに対処するタスクを引き受けた場合、組織はその情報を組織とANSIに転送し、作成している更新を転送します。 。したがって、ASTMまたはISOが特定の規格を更新すると、フラグが立てられてコミュニティに通知されます。

これは世界中で利用できるものであり、サイトへのアクセスやサイトの使用に制限はありません。私たちはここ数年、それを宣伝してきました。過去2年間、Formnextで宣伝し、米国の標準環境がどのように見えるかを説明しました。それは、すべての人を結びつけるのを助けることを試みる仕事として始まりました。標準の開発では、多くの活動と並行した活動が行われていました。

私たちは皆、業界によって動かされています。標準開発組織に連絡することができました。それは適切ではなく、必要な場所に十分な速さで到達できないということです。多くの会話を通して、これは良い考えだと人々に確信させることができました。現在、過去数年間、この標準グループに情報を提供するために何百人もの人々が集まって取り組んできました。

標準の状況は、過去2年間で劇的に改善されました。私たちが最初にこれを始めたとき、私たちがコミュニティをまとめたとき、実施されている基準に関しては実際にはほとんどありませんでした。そして、ロードマップを通じて行ったことは、見ているロードマップに応じて、80から92のギャップを特定したことです。そして、標準化団体もそれらに取り組み始めました。

標準開発の現実は、コンセンサス主導の標準であり、それらの大部分は、作成されるまでにかなりの時間がかかり、最終的にレビューされて実施されます。

多くのドラフト標準が開発されており、それらの多くは現在作業中です。それらの一部はピアレビュー段階にあり、そこで人々はそれらを使い始めてフィードバックを提供することができます。

最終的には、これらは今後1〜2年で連邦基準に展開される予定です。コミュニティ全体がそれらを開発するペースは、おそらく理想的ではありません。しかし今のところ、それがプロセスであり、コンセンサス主導の標準を取得するために機能する必要がある方法です。

現在、取得ガイドラインを作成するためにメンバーと協力するよう求めるリクエストが増えています。私たちはそれらを書いているわけではありませんが、買収の専門家である誰かが何を訓練する必要があるかについての認識を高めるのに役立ちます。

実際にコンポーネントを製造できるようになり、それが許容できるものであることが証明された後も、さまざまな業界で広く利用できるようになるまで、テクノロジーを実現するにはまだハードルがあります。そのため、標準は非常に重要であり、その分野で重要なステップが実行されています。

AMの使用を拡大するという点で、テクノロジーの採用を加速することに関して、上位3つの課題は何だと思いますか？

1つは、業界で認められた材料設計データを持っていることです。これは、設計者が使用できるデータであり、設計の上限と下限のセットに対してコンポーネントを構築できると確信しています。これは、多数の資料ですぐに利用できる形式では存在しません。

したがって、材料データセットへのアクセスを拡大する必要があります。存在するものはたくさんありますが、十分ではありません。また、多くの場合、組織がそれらを作成して社内で使用している可能性がありますが、それではコミュニティ全体への幅広いアクセスは提供されません。

2番目に大きな課題は、資格と認定です。コンポーネントをどのように認定しますか？プロセスをどのように認証しますか？この分野では、特にR＆Dコミュニティ内で多くの活動が行われています。しかし、やるべきことはまだかなりあります。

多くの規制機関がこれらの議論とこの作業に関与していますが、コンポーネントを最終用途のアプリケーションに使用できるように認定することは、依然として大きなハードルです。

実証済みのケースがありますが、現時点では、コンポーネントに非常に固有であり、コンポーネントのファミリ全体で実行されておらず、コンポーネントを適切かつ低コストで製造できる方法で実行されていません。 。

3番目の課題は、積層造形の設計と呼ばれるものです。つまり、テクノロジーを使用して、テクノロジーが提供する設計の自由度を最大限に活用しているということです。

私たちが生産できたものの多くは、以前は従来の製造用に設計されていたコンポーネントの交換に重点を置いてきました。

私たちが本当に前進し、前進するために必要なのは、テクノロジーの使い方について人々を訓練することです。いつどこで有機的なデザインを使用すべきか、いつ内部の形状を使用すべきか、そしてその性質のもの。そのため、今日それが本当に得意な少数の人々を除いて、積層造形の設計を真に理解する必要があります。

逆に言えば、業界内でエキサイティングだと思う開発のいくつかは何ですか？

組織の急速な進歩、およびテクノロジーを市場に投入する新しい企業。過去数年間、数年前には実際には考慮されていなかった新しい製造プロセスが不足することはありませんでした。非常にエキサイティングなことです。組織が急増し、一部はどこからともなく出てきており、一部は現在AMに関与している従来のメーカーです。

両方にメリットがあります。これらのグループが登場します。1つは、産業システムの構築方法を理解している実績のあるメーカーです。他のものは新しくて熱心で、驚くべき新しい技術を市場にもたらします。

もう1つのエキサイティングな部分はソフトウェアです。 AMは、パーツを純粋にデジタルファイルから生成できるという事実を真に活用しています。さまざまなソフトウェアプラットフォーム間を移動し、モデリングとシミュレーションを実行できるため、経験的なデータとテストの必要性から解放されています。代わりに、私たちが生成しているモデルに自信を持っていることは、本当に興味深いことです。

最終的には、AMコンポーネントの開発コストを大幅に削減できます。人々が自信を持って利用できる十分なデータを生成するだけで、それを真に活用できます。

今後5年間で業界はどのように進化していくと思いますか？

減速するものはまったくありません。私たちはますます多くのテクノロジーを目にし続け、私たちが今受け入れようとしているものの限界を押し広げます。

私たちが目にしているもう1つのことは、特に過去2年間で、生産化への強い転換です。つまり、テクノロジーを純粋に最終用途のアイテムに使用することを意味します。

添加剤のデザインをより効果的に導入し始めています。ビジネスケースは、場合によっては、特に部品の統合を考えると、従来よりもAMに適したものになります。

AMを使用して、これまでにない新しいジオメトリを開発しています。今後数年間で増加しているようです。そして、材料データスペースが今後数年間でいくつかのブレークスルーを目にすることを願っています。したがって、5年以上考えている場合、この問題を解決する必要があります。広く共有および使用できるデータを生成する段階に到達する必要があります。

これを効果的に実行し、幅広いデータセットを使用して、モデリングとCAMでより適切な意思決定を行うのに十分なデータを取得できるようにデータを調整できるようになると、より効果的になります。新しい合金の開発はになります。

特に金属AMに使用している材料のほとんどは、AMコンポーネントについて考える前に存在していた合金です。つまり、これらの合金の一部は必ずしも添加剤に理想的ではありません。プロセス。

次世代合金がどのように見えるかを考えると、これはますます興味深いものになり、最終的にはより良いユースケースと技術のより良い利用につながるでしょう。

したがって、これら2つのことは、今後5年間で大幅に進化し始めると思います。データへのアクセスが最初になり、次にそのデータをモデル化した新しい合金の生成が後縁になります。 5年間でその中の。

America Makesに戻って、2020年は組織にとって何を保持しますか？

2020年は、次の7年間を楽しみにしているという点でエキサイティングです。私たちは、メンバーシップが注目すべき最も重要な領域を特定するための準備をしています。

材料データは、その中心です。私たちは、何をする必要があるかについてコミュニティを招集し、活動を調整するのを支援します。

それを超えて、前進している他のエキサイティングな分野は、他の追加産業に焦点を当てることを本当に検討しています。この時点まで誰かを無視したことを示唆しようとはしていません。しかし現実には、航空宇宙および防衛コミュニティ、そのビジネスケース側、およびリスクを冒す立場にある人々は、これまでそのコミュニティとうまく連携してきました。

ますます多くの生産能力が出てくるにつれて、AMが自動車コミュニティにとってはるかに興味深いものになることがわかり始めています。来年はそれがエキサイティングな機会になると思います。

私たちは実際に自動車コミュニティとのロードマッピング活動を調整するために準備を進めており、サプライチェーン側からいくつかの実用的な活動を見る予定です。ますます多くのテクノロジーが利用可能になっているので、それを利用するためのサプライヤーを確保する必要があります。

現在、いくつかのプログラムがあり、そのタスクを実行して、サプライヤーが現在どこにいるのか、サプライヤーに何ができるのかを理解しようとしています。

最終的な考えはありますか？

特に市場が予測された速度で本当に成長する場合は、教育と労働力の側面が非常に重要です。私たちは、私たちが行った開発を実際に活用するための労働力が現在整っていないことを理解しています。

そのため、コミュニティをトレーニングする段階に到達する必要があります。現在、これを行うためのアクティブなプログラムがいくつかあります。私たちはそのカリキュラムの開発者としての役割を認識していませんが、代わりに、政府、業界、学術部門全体でコミュニティを結集して、さまざまなレベル、つまりさまざまな職位でカリキュラムを構築する必要がある要件を検討しています。または定義したい説明。

そして、自由市場に引き継がせれば、人々はそれらの要件に基づいてプログラムを開発するでしょう。ただし、サポートを支援したいのは、業界で認められているニーズに照らして開発されていることを確認することです。

一日の終わりには、組織から組織へと移動できる訓練された労働力が必要です。彼らが軍のサービスから引退するとき、彼らが訓練されたもののために、OEMによって彼らを迎えに行くことができます。その分野でやるべきことはたくさんあり、それは私たちがかなりの努力を払っているものです。

America Makesの詳細については、https：// wwwをご覧ください。 americamakes.us/