専門家のインタビュー：Additive ManufacturingTechnologiesのCEOであるJosephCrabtreeが、後処理が3D印刷にとって重要である理由について

後処理は、3Dプリントの「汚い小さな秘密」とよく言われます。 3D印刷プロセスの必要であるが、非常に手作業で労働集約的な部分である後処理は、積層造形（AM）操作の拡張を検討している企業にとって依然として大きな課題です。ただし、後処理の自動化の進歩のおかげで、これはすべて変わる可能性があります。

今週の専門家インタビューでは、自動化された後処理ソリューションを開発する英国を拠点とする企業であるAdditive Manufacturing Technologies（AMT）のCEOであるJosephCrabtreeが参加しました。ジョセフと一緒に、後処理が重要である理由、AMTの後処理技術がどのように機能するか、そして業界の将来について話し合います。

AMTテクノロジーについて教えてください。

私たちは2017年に英国のシェフィールドで設立され、研究開発業務、技術サポート、販売、アプリケーション開発などの施設があります。

ハンガリーには完全所有の製造施設があり、エンジニアリング、設計作業、製造のすべてを行っています。これは、私たちの非常にユニークな販売提案です。つまり、すべての設計と製造を社内で行っているという事実です。テキサス州オースティンに20,000平方フィートの施設を開設し、米国市場にサービスを提供する予定です。また、APAC地域でも最初の従業員を雇用しました。私たちはグローバルかつ非常に急速に拡大しています。

同社の目的は、産業用AMを真に実現することです。そのため、これまで企業はプロトタイプにAMを定期的に使用しており、少量生産アプリケーションに移行していますが、実際に私たちがやろうとしているのは、AMテクノロジーを少量アプリケーションから完全な産業機能に拡張することです。私たちは、3D印刷を従来の製造業の実行可能な代替手段にしたいと考えています。

正直なところ、業界として、私たちはそれから遠く離れています。多くの流行語が使用されていますが、実際、今日の最大の問題は3Dプリンターにあります。誰もがより大きく、より速く、より良いプリンターの開発に集中してきました。それはパズルのほんの一部です。人々は、コストを下げ、材料の入手可能性を高めるために、印刷される材料にもっと焦点を合わせ始めています。

しかし、プロセスの最後に3Dプリンターから外れる部品は、最終用途の部品に適していないことが多いという課題が残っています。

そして、最終用途の部品について話すときは、医療業界での外科手術、または履物、航空宇宙インテリアアプリケーション、ボンネット下の自動車で使用できる部品について話します。たとえば、アプリケーション、または宇宙アプリケーション。これらの例は、後処理または終了しない限り、3Dプリンターから直接使用することはできません。

そして、3Dプリンターに焦点が当てられてきたため、これまでそのビットは見過ごされてきました。少量の部品を製造することはそれほど問題ではありませんでした。ここでのトレードオフは、部品を手動で仕上げるとコストが増加する一方で、これらの部品のマージンが高くなることでした。

現在、企業は実稼働アプリケーションのAMを評価しているため、大量の場合、マージンは絶対的に重要です。後処理が部品のコストの最大60％を占める可能性がある場合、それは法外なものになる可能性があり、それについて何かを行う必要があります。

当社は、後処理チェーンに焦点を当てています。つまり、印刷後のすべてです。したがって、粉末ベースのAMの場合、これには、粉末除去段階と部品の表面改質が含まれます。これは、部品の平滑化、シーリング、着色、およびその他の方法での性能の向上を意味します。

最後のステップは、検査と品質管理です。 AMTは、自動化されたエンドツーエンドのソリューションとともに、プロセスチェーンのこれらすべてのステップをもたらします。これは、すべての3D印刷技術を使用するという点で、技術にとらわれないアプローチです。

また、ポリマー、特に熱可塑性ポリマーにも焦点を当てています。これは、本質的に、粉末床および押出成形ベースの技術です。 95を超えるポリマーが当社のシステムで検証されています。そして実際には、私たちの目標は、そのエンドツーエンドの自動化システムを部品に提供することです。

これで、DSM Venturing and ForesightGroupのWilliamsAdvanced Engineeringからの投資により、実際に完了できるようになりました。 「生態系を分割するポリマー」と呼びます。つまり、基本的に、私たちが行っているのは、エコシステム全体を初めて検討することです。材料を見て、3D印刷用の材料を設計する方法を見て、その後、材料の選択に応じて印刷プロセスを最適化します。

基本的に、私たちが行っているのは、機械工学と自動化を組み合わせた材料科学です。後処理段階では、印刷された部品の機械的特性を調整できるため、機械から直接外れる部品と比較して、全体的な機械的特性が向上します。

これらすべてを組み合わせることが私たちにとって絶対に重要です。そのため、私たちのシステムはすべて産業用であり、特に産業用エンドユーザーを対象としています。

特に後処理に関して、企業が現在直面している課題にはどのようなものがありますか？

最大の問題は、意識の欠如です。そのため、ごく最近まで、企業は3D印刷について理解していなかっただけでなく、3Dプリンターを入手したら、部品に後処理を行う必要があることも認識していませんでした。

3Dプリンターのメーカーがプリンターを販売することは決してなく、初期出力の品質が悪いと言うため、追加の部品を購入する必要があるため、非常に困難な状況です。機器の。

彼らは後処理について話したことはありませんが、後処理の時間とコストは、印刷速度の向上によって達成される利点をはるかに上回ります。私たちが実現したいと考えているのは、プリンターメーカーがさらに市場に浸透し、顧客に完全なソリューションを提供できるようにすることです。

これは、誰も本当に話したくないことです。これは、特に現在市場に参入している顧客にとって、教育がこの点での課題であることを意味します。

その結果、初めて3Dプリンターを購入する企業は、3D印刷についてほとんど知らない可能性があり、現在、後処理の課題に直面しています。したがって、エンドユーザーを教育し、このプロセスを作成するために購入する必要のある一連の個別の独立した機械アイテムではないことを示すことです。たとえば、ワンタッチボタンソリューションです。プロモーションビデオの中には、考える。

2つ目の大きな側面は、私たち以外に、真に自動化されたテクノロジーが市場に出回っていないことです。はい、後処理技術がありますが、通常、それらは非常によく知られている技術の再ハッシュです。それらのどれもデジタルではありません。

現在、この「ブラックアート」を実行するために必要な微妙な操作すべてに熟練している必要があります。ですから、それは本当に大きな課題です。そして、現時点では、デジタルインセンティブだけでなく、本当に革新的な後処理のオプションはありません。

これまでに見たテクノロジーの観点から、最大の単一の課題は、粉々になっています。人間の介入を必要としない、真に自動化された開梱および粉末除去ソリューションを思いついた人は誰もいません。それは本当の挑戦です。これは、粉末除去と自動化の課題であるだけでなく、機械学習、機械分類の課題であり、これらは私たちが取り組んでいる一般的な課題です。

完全に自動化された粉末除去ソリューションができるようになると思いますか？

このための実際のソリューションを開発するために、協力しているパートナーがいます。パウダーベッドを持っていて部品を取り外す必要がある場合は、現在、手動で行う以外に方法がないため、これは彼らにとって大きなロック解除です。従来のタンブリングソリューションでさえ、多くの手動介入が必要です。人間が非常に得意とすることの1つは、繊細で難しい操作です。つまり、物の識別（部品の粉末など）、部品を破壊せずに粉末を除去すること、部品を分類することなどです。時間とコストの効率を改善するために、これらのステップの自動化に取り組んでいます。

PostPro3Dテクノロジーはどのように機能しますか？

PostPro3Dは私たちのコアテクノロジーです。これは、シェフィールド大学からライセンス供与されたIPに基づいており、InnovateUKの助成金で開発されました。基礎研究、産業研究の観点から約8年間開発されています。

これは、独自の化学物質を使用して3Dプリントされたポリマー部品の表面を滑らかにする化学蒸気平滑化プロセスです。

表面を滑らかにすることで、見た目に美しいものにするだけでなく、実際に部品の表面を設計しています。薬液が表面を密閉し、部品の多孔性を取り除きます。また、水の侵入やガスの侵入を防ぎ、実際に機械的特性を向上させます。その結果、破断点伸びが高く、疲労特性が優れた部品になります。

それに加えて、私たちが処理できるエラストマー材料はすべてありますが、たとえば、機械的な方法でも処理できませんでした。 PostPro3Dは、ULTEM、ナイロン、TPU、TPEなどの高度に設計されたポリマーを使用して印刷された部品を後処理できます。

PostPro3Dは、当社が市場に投入した最初の表面改質技術を備えた機械です。これは、産業用エンドユーザー向けに設計された産業用機器であり、大量の部品を処理するための100リットルに近いプロセスチャンバーサイズを備えています。

PostPro3DMiniも発表しました。物理的にはPostPro3Dの3分の1のサイズで、大幅に安価ですが、同じフラッグシップテクノロジーを使用して、研究機関、小規模なサービスビューロー、およびプリンタを1台しか持っていない人々に使用を拡大しています。そして、それはそれらの人々がアクセスできるように適切な価格であるため、彼らはより大きな何かにコミットしたり、業務を拡大したりする前にテクノロジーを試すことができます。

私たちのプロセスの利点は、すべての部品と処理がサイクル毒性試験を経て、現在FDAの医学的承認などを受けています。したがって、規制された産業用最終用途について話すとき、これは非常に重要です。

さらに、その技術を補完するのが私たちの着色技術です。特許出願中の独自のカラーリング技術により、パーツのカラーリングとスムージングを同時に行うことができるため、スムージングしながらカラーを追加できます。そして、それはまた、他のさまざまなアプリケーションを開きます。

その一方で、私たちは粉末除去システムを持っています。これは、私が述べたように、現在、いくつかの生産パートナー企業と試験を行っています。これらにより、粉末床を自動的に開梱し、粉末を取り除き、粉末床AMシステムから部品を取り外すことができます。

最終的には、すべてを結び付ける必要があります。ノッティンガム大学と共同で開発された計測学または検査システムがあります。巧妙な部分は、実際にはハードウェアではなく、アルゴリズムと機械学習にあります。そのため、低コストです。つまり、プロセスを進めながら、システムや品質チェックパーツに合わせて使用​​できます。

そして最後の部分は、エンドツーエンドの自動化です。これをデジタルマニュファクチャリングシステム（DMS）と呼び、プロセス全体を自動化できます。

ソリューションで95個のポリマーを検証したとのことですが。今後、金属部品を検討していますか？

素晴らしい質問です。私の経歴は実際には冶金学です。私はシェフィールド大学で金属積層造形の分野を卒業しました。

しかし、私の背景は金属ですが、扱いやすいのでポリマーを選びました。工業的なタイプのプロセスが必要なため、金属は大きな課題です。

私たちは金属の後処理に関するIPを提出し、準金属部品のソリューションを開発しました。たとえば、Desktop Metalのテクノロジーは、ポリマーキャリアでの押し出しベースのプロセスであり、内部に金属部品がクリップされています。つまり、実際にはIPがあり、たとえば、Desktop Metalの部品が焼結する前に滑らかにすることができ、その後、未硬化の部分を滑らかにすることができます。それが出てくるまでに、あなたは素敵な滑らかな金属棒を持っています。

最近の投資ラウンドは、今後の会社にとってどのような意味がありますか？

それは完全に変革的です。私たちは創業1年目から収益を生み出す会社であり、これは製品と市場の適合性が高いことを意味するため、非常に重要です。ですから、私たちは必要のないものを開発していません。

この資金で私たちにできることは、私たちの世界的な成長を加速することです。これにより、オースティンの施設を完成させ、APAC市場とヨーロッパに適切に拡大することができます。

しかし、さらに重要なことに、この資金提供により、他社とは異なり、不可知論者であり続けることができます。

材料化学会社としてDSMを選択したのは、不可知論者であり続けたかったからです。これにより、従来の積層造形の側面で有名なすべての材料と化学の専門知識にアクセスできますが、基本的には、私たちだけに利益をもたらす完全な産業用AMエコシステムに向けて推進することもできます。

しかし一方で、10億ポンドのVCであるForesight Group、Williamsがあります。これにより、すべての材料化学、分析の専門知識、過去50年間のFormula Oneエンジニアリングの実績に加えて、すべてのデータ分析、エンジニアリングコスト、製品の最適化、設計の最適化などにアクセスできます。最後に、ForesightGroupから膨大な数のデータにアクセスできます。 VC電力資本市場。

さらに、販売チャネルを通じて、販売、マーケティング、および潜在的な流通のネットワークを提供し、すぐに使用できるようになります。ですから、それは私たちのスケールアップへの旅を本当に加速させます。

後処理の課題と、それにどのように取り組んでいるかについて多くのことを話しました。 3D印刷についてもう少し一般的に話すことはさておき、参入障壁となる可能性のある、業界でまだ見られる課題にはどのようなものがありますか？

私たちにとっても、同じ課題です。 3D印刷の採用を検討している企業は、非常に多くの選択肢に直面しています。そして、それは本当にそれを取り巻く誇大宣伝を打破することです。マーケティングの誇大宣伝は以前ほど多くはありませんが、それでもかなりの数があります。

その上、最大の課題の1つは、多くの企業にとって、テクノロジーに賭ける準備ができていないことだと思います。たとえば、今日CNCマシンを購入した場合、明日は部品を機械加工し、非常に高品質の部品を機械加工することができます。同様に、射出成形機を購入して工具を持っている場合は、同じことができます。少し単純化していますが、大まかに言えば、これはAM業界が直面している課題です。

3Dプリンター、材料、すべての考慮された機器を購入する場合。まだ高品質の部品を作ることはできません。そして、そこに問題があると思います。たとえば、100万個の部品を製造できるプロセスにはまだ到達していません。

完璧な例は、Formnextのスタンドです。アルミニウム部品で接続された、65,000を超える個別の3Dプリント部品を構築しています。構造は4メートル×6メートル×14メートルです。それは巨大な構造です。そして、突然、なぜこれまで誰もやったことがないのかと自問します。問題は、再現性と再現性の観点から同一または適切な6000個のコンポーネントの場合、実行するのが非常に難しいためです。安定したプロセスを実現するには、開発に1か月かかります。

つまり、プロセスが安定し、再現性と再現性が得られるポイントに近づくと、それが工業プロセスを実現します。

もう1つは、3Dプリントをバッチプロセスと考えるのをやめる必要があるということです。代わりに、完全なプロセスラインとエンドツーエンドの自動化を備えた継続的なプロセスと考えてください。

問題の一部は、多くの人が3D印刷に長い間取り組んでいて、それが成長するのを見ていることだと思います。しかし、今、人々はそれを産業技術として真に見ているという新しい革命を目の当たりにしていますが、それが実際に機能するためには、マインドシフトが必要です。だからこそ、私たちの会社はとても幸運です。なぜなら、その中のすべての人が3D印刷をしているわけではないからです。そのため、プロセスに非常に異なる視点をもたらします。

Formnextでスタンドを構築する方法を教えてください。

今年は、ほぼ格子構造のように構築された86平方メートルのスタンドがあります。各ノードは一連の相互接続された3D印刷されたパーツであり、立方体を形成するこれらの個々のコンポーネントから構造を構築し、立方体は高さ4メートルの構造を形成します。しかし、要点は、非常に軽量であるということです。構造全体の重量は120キログラム以下です。

これを試みたのは、これが初めてだと思います。後処理がなければ、達成するのは非常に困難です。明らかに、公差ねじ継手、複雑な内部形状などを使用しています。そしてここで重要なのは、私たちが開発した技術がなければ、これを生み出すことはできなかったということです。パーツを印刷することはできましたが、実際に何かを作成するために必要な適切な品質に仕上げて仕上げることはできませんでした。

個人的にワクワクするようなエキサイティングなトレンドや開発はありますか？

人々が後処理を問題として認識していて、それについて何かをしたいと思っていることに興奮しています。ついに後処理が真剣に受け止められるのを見るのは素晴らしいことです。

AMFGのAM業界の状況では、後処理会社が2、3社あるのは興味深いことでした。私にとって、それはすべての3D印刷会社の中で、後処理がほんのわずかしかないという事実の素晴らしい視覚的表現でした。

しかし、人々は間違いなくそれについてもっと話しているので、ここでは教育が本当に不可欠です。それについて知らなければ、それが問題だとは知らないからです。したがって、販売する前に教育する必要があります。また、ユーザーが何を必要としているかについても教育する必要があります。

もう1つのエキサイティングな傾向は、現在、産業プレーヤーが市場に参入していることです。私はプリンターメーカーではなく、テクノロジーのユーザーを意味します。そのため、企業は真に3D印刷アプリケーションを探しており、現在3D印刷を真剣に検討しています。これは、大きなトレンドです。

最終的には、実際のアプリケーションに焦点を当てる必要があります。PRに焦点を当てた注目度の高いアプリケーションほどエキサイティングではないかもしれませんが、業界が成熟していることを示しています。

例えを挙げましょう。最後に誰かがあなたのところに来て、「この射出成形部品を見て、それがどれほど素晴らしいか見てください」と言ったのはいつですか。あなたは気にしません、誰も気にしません、それは問題ではありません。それが私たちが頭から離れて新しいテクノロジーに取り掛かる必要があることです。そして、誰もその違いを知らない時が来るでしょう。

私たちはすでに始めており、「ほら、これは射出成形部品です」と言って人々に見せますが、彼らは瞬きさえしません。次に、後処理した3D印刷されたパーツを見せて、「ああ、すごい」と言ってくれます。私たちはそれを乗り越えて、それを別の製造技術として受け入れることができる必要があります。

AMTの今後12か月はどのようになりますか？

今後12か月は、拡張と収益の両面で非常に急速な成長が見込まれます。

また、来年後半にエンドツーエンドのDMSシステムを開始します。粉末除去、平滑化、着色、検査が含まれます—完全に自動化されています。そして、それが2020年に入るときの私たちの焦点です。これらの要素をリンクすることで、本当の意味でのエンドツーエンドの後処理システムを実際に提供できます。

AMTの詳細については、https：//amtechnologies.co.uk/

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