専門家インタビュー：BCN3DのCTO、EricPallarés、IDEX3D印刷技術の多様性について

3D印刷技術は急速に進化しており、溶融フィラメント製造（FFF）セグメントに多くの革新があります。 FFF 3D印刷の限界を押し広げている企業の1つは、BCN3DTechnologiesです。

2019年以来、カタルーニャ工科大学の技術センターであるCIM-UPCに設立されたBCN3Dは、バルセロナ（スペイン）に拠点を置く独立した3D印刷会社です。 BCN3Dは、Independent Dual Extruder（IDEX）テクノロジーを開発しました。Dual-extrusion3D印刷には、生産性の向上や2つの異なる材料での印刷機能など、多くの利点があります。

今週のエキスパートインタビューでは、BCN3DTechnologiesの共同創設者兼CTOであるEricPallarésが参加しました。エリックと一緒に、BCN3Dの最新のEpsilon 3Dプリンター、IDEXテクノロジーで実現されたエキサイティングなアプリケーションについて話し合い、今後数年間で業界の次のステップを探ります。

BCN3Dと企業としての使命について少し教えてください。

BCN3Dは、カタルーニャ工科大学の技術センターで2011年にプロジェクトとして開始されました。その技術センターは、高度な製造技術、特に3D印刷を専門としています。 1990年代からアディティブマニュファクチャリング（AM）に取り組んでいる南ヨーロッパのリファレンスセンターの1つです。

そこで、RepRapというオープンソースプロジェクトがあることを発見したとき、プロジェクトが整合していることに気づきました。テクノロジーセンターの使命を持っています。この低コスト技術の利用を促進するためのビジネスユニットを立ち上げ、ネットワーク上で利用可能なオープンソースモデルを使用しました。

その直後、私たちは製品を開発し、ビジネスユニットは大学からスピンオフするのに十分な大きさでした。これは、私たちが独立した3D印刷会社のように始めた2019年3月に起こりました。

私たちのビジョンは、民間企業として、イノベーターが未来を創造するのを支援することです。そして、それを行うための最良の方法は、私たちの意見では、アクセシブルなテクノロジーを開発し、お客様と協力して手頃な価格のソリューションを提供することです。私たちは常に、より幅広い顧客ベースで産業機能を利用できるように努めています。

オープンソースキットの販売を開始したとき、お客様がプリンターの組み立て方法を正確に確認できるユーザーガイドも作成しました。それは当時は新しいことでした。また、信頼性の高いデュアル押出成形のための最初のデスクトップソリューションとして、Independent Dual Extruder（IDEX）を市場に投入しました。

現在、私たちはワークベンチセグメントを市場に押し出しています。これは、産業用ソリューションとデスクトッププロフェッショナルソリューションの中間にあります。一般的に、私たちの使命は、イノベーターが価値の高いソリューションを提供できるよう支援することです。これらは実際にはそれほど高価である必要はないので、アクセスできるようにします。

あなたのソリューションは、現在市場に出回っている他の同様のテクノロジーとどのように異なりますか？

私たちはプロのデスクトップ市場に位置しています。私たちの違いは、IDEXテクノロジーです。ほとんどのデュアル押し出しデスクトップ3Dプリンターは、同じキャリッジに両方のツールヘッドを備えています。ただし、BCN3Dプリンターは、IDEXのおかげで、両方のツールヘッドを個別に制御できます。この技術により、両方のツールヘッドを同時に使用できるため、生産能力が2倍になります。

2015年にIDEX技術を導入しました。これは、他のメーカーも適用する押出成形の標準になっていると言えます。もちろん、私たちはそのアーキテクチャに基づいたソリューションを開発した最初の企業です。

IDEXテクノロジーにより、当社のソリューションは市場で最も用途が広く信頼性の高いものになります。また、同じパーツでさまざまな素材を3Dプリントすることもできます。

最近、FFFレベルでも、最終用途のパーツではなく、3Dプリントを使用することに関心が高まっていることに気づきました。単一のユニットだけでなく、短い一連の生産部品でも使用できます。したがって、その点で、当社のテクノロジーは、同様のFFFソリューションの2倍の生産性を達成できるため、連続生産アプリケーションに魅力的です。

テクノロジーでターゲットにしている業界について教えてください。

AMは、普遍的に適用可能なテクノロジーです。私たちが提供するソリューションは、さまざまな垂直市場に適用できます。アプリケーションに関しては、ジグとフィクスチャ、および最終用途の部品とプロトタイプについて話します。これらの種類のアプリケーションは、非常に異なる業界で見つけることができます。現在、私たちの主な産業は、エンジニアリング、製造、製品設計、建築です。

BCN3Dは最近、BCN3D Epsilon3Dプリンターを発売しました。テクノロジーがどのように機能し、新しいシステムの利点は何であるかを説明できますか？

現在、プロフェッショナル/デスクトップと産業用3Dプリンターの間で市場にギャップが見られます。 5000ユーロ未満のプリンタがあり、その後価格は20,000ユーロに跳ね上がり、その間にはほとんど何もありません。その市場をワークベンチセグメントと呼びます。

プロのデスクトップ3Dプリンターのユーザーは、このテクノロジーを使用して複雑な形状やモデルを作成してきましたが、より高度な素材で印刷しようとすると苦労するため、常に基本的な素材に固執します。そこでイプシロンが登場します。

プリンターは、ABS、ポリアミド、ポリプロピレンなどの技術材料で動作するように設計されています。これらの材料は業界では新しいものではありません。ただし、信頼できる方法でそれらを印刷するのは難しい場合があります。ほとんど誰もそれをしていません。そして、この市場には多くの可能性があるため、私たちの意見では、それは機会を逃したものです。

私たちは、信頼できるソリューションの作成に力を注いでいます。このためには、密閉されたビルドチャンバーを用意することが非常に重要です。プリンタは、温度がプリンタ内部で受動的に制御されるように暖かい環境を念頭に置いて設計されており、すべての印刷プロファイルが提供され、その暖かい環境で動作するように最適化されています。

印刷プロセスの安全面に焦点を当てています。私たちの機械は産業環境で使用されているため、安全基準をそれに合わせるために基準を引き上げる必要があります。その結果、3Dプリンター内にフィルターを配置し、安全一時停止機能を開発しました。

また、システムをインダストリー4.0に対応させるために、システムをインターネットに直接接続して複数のユーザーが管理し、情報をクラウドに取り込むことで、プロセスを常に改善できるようにしています。

顧客が3Dプリンターで実現できた成功したアプリケーションを共有できますか？

私たちが推進している最新のサクセスストーリーの1つは、スペインの靴職人、キャンピングカーです。同社は、SigmaおよびSigmax 3Dプリンターを使用して、視覚補助とプロトタイプを作成しています。

3D印刷のおかげで、Camperは、コストを抑えながら、設計プロセスをスピードアップし、より創造的な自由を実現することができました。新しい靴をできるだけ低く開発することです。

靴職人が3D印刷を使い始める前は、物理モデルの製造をアウトソーシングしていました。このプロセスは時間がかかり、費用もかかり、設計を思い通りに繰り返すことができませんでした。現在、当社のテクノロジーのおかげで、Camperは複雑な形状を社内で検証できます。

同社はインソールのプロトタイプの作成を開始し、現在は新しい靴のモデル全体を印刷し、最終的なコンセプトが得られるまで何度も繰り返しています。

別の例ヘルスケア向けの機械と自動装置を開発するカタルーニャを拠点とする企業であるNGNYDevicesになります。同社は、当社のSigmax 3Dプリンターを使用して、試験管を管理する機械のプロトタイピングと最終用途の部品を使用しています。これらの部品は、分類、発見、コピー、再取得、遠心分離、ラベル付け、識別を行います。

各マシンは異なる目的を果たします。したがって、それらはすべて、顧客の要件に合わせてカスタマイズする必要があります。会社が3D印刷を使い始める前は、CNC機械加工を使用していました。彼らはすべてのマシンに平均70のカスタムパーツを持っていたので、合計で、マシンごとに2.000ユーロ以上を費やしていました。

3D印刷により、NGNYは反復回数を増やし、リードタイムを短縮することができました。さらに、機械のカスタマイズされた部品のコストは100ユーロ未満になりました。したがって、この3D印刷への移行の結果、同社は年間最大40,000ユーロを節約できます。

材料に関しては、NGNYはこれらのプリンターにPLAとポリアミド（ナイロン）を使用しています。そこで、彼らはPLAを使用して部品をテストし始め、その後、ナイロンを使用して最終用途の部品にスケーリングできることを確認しました。

私があなたと共有したい3番目の例は、IED、Istituto Europeo diDesignからのものです。バルセロナにある国際的なデザインスクールです。彼らは2017年から私たちのプリンターと協力しており、プロトタイピングと機能テストに使用しています。

これは、デザインの学生にとって非常に便利なツールであることが証明されています。それは彼らが創造的なプロセスをスピードアップし、概念的なデザインをより速く現実に変えることを可能にします。ですから、学生にとって、それはコストではなく、製造時間の短縮です。

3D印刷の前は、紙や段ボールでモックアップを行っていましたが、これには非常に時間がかかります。 3D印刷により、より複雑なプロジェクトをより迅速にモデル化できるようになりました。

私たちのマシンの2つの押出機は独立して動作し、水溶性サポートまたはマルチマテリアルパーツの印刷を可能にします。水溶性サポートの3D印刷は、パーツの印刷後にサポートマテリアルが削除されることを心配する必要がないため、非常に便利です。

スペインのAMの現状をどのように説明しますか？

スペインは、欧州連合で最強の経済ではありません。ドイツやフランスと比較することはできませんが、特にBCN3Dが拠点を置くカタルーニャ地方では、デジタルマニュファクチャリングのアイデアを非常に迅速に取り入れています。

バルセロナ近郊にはさまざまな自動車メーカーが拠点を置いているため、自動車分野を取り巻く業界は非常に強力です。そして、それらの企業は長年3D印刷を使用しています。ですから、その点では、物事は非常にうまくいっています。

3Dプリントがより一般的に直面している主な課題は何だと思いますか？

3Dプリントをより主流にするための課題の1つは、材料にあります。今流行りの高性能ポリマーについては話していません。幅広い用途向けの安価なエンジニアリング材料について言及しています。

適切な材料が開発されるのを待っている、ニッチな3D印刷アプリケーションはたくさんあると思います。そのため、さまざまな種類のポリアミドや柔軟な材料など、これらの材料を印刷できるようになるとすぐに、特定の用途向けに材料の周りに技術を生み出すことができるようになります。

さらに、ソフトウェア側ではまだやるべきことがたくさんあります。 3D印刷アプリケーションはますます要求が厳しくなり、部品はますます大きくなっています。したがって、印刷プロセスが正しく、最適な方法で行われ、特定の幾何学的特徴ごとに適切なパーツの向きと適切な印刷パラメータがあり、歪みが制御されていることを確認することが重要です。そのためには、シミュレーション・前処理ソフトであるジョブ準備段階をさらに発展させる必要があります。

最後に、3番目の課題は生産性です。現在、3D印刷は、ボリューム、再現性、品質の点で、従来の製造技術とほとんど競合できないと思います。したがって、このようなパラメータを改善できるほど、デジタルマニュファクチャリングを採用し、現在の生産モデルを変更する企業が増えます。

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？

過去は、私たちに何が来るのかについてのヒントを提供してくれます。過去数年間に多くの新しいプレーヤーが登場し、さまざまなセクターがプロトタイピングだけでなくAMの使用を開始するのに役立つアクセス可能なハードウェアソリューションを提供しています。

過去を考えると、今後5年間で製造業の初期の大多数がAMを採用していることがわかります。しかし、それは初期の過半数に過ぎず、市場の大部分がまだ利用されておらず、AM用にまだ多くのアプリケーションが発見されていないでしょう。

次に、過去に見たようにハードウェア側で最大の成長が見られるのではなく、3D印刷材料とソフトウェアセグメントのより大きな成長が見込まれます。

特にソフトウェアは、インダストリー4.0の可能性を解き放つための鍵となります。現在、AMの生産現場では、処理から企業が管理している情報まで、すべてがほとんど切り離されています。今後数年間で、高度なソフトウェアソリューションの開発によって促進される、プロセスとデータのより緊密な統合が見込まれます。その結果、機器ではなくサービスに基づくソフトウェアソリューションと新しいビジネスモデルの増加が急増します。

BCN3Dの1年先はどのようになりますか？

今年は私たちにとって統合の年になります。 2019年は独立した会社として事業を開始したため、忙しい年であり、非常に厳しい年でした。これには、多くの内部構造を作成する必要がありました。チームにたくさんの人を追加しました。スピンオフの時点では40人のチームでしたが、数か月後には100人のチームでした。また、多くのプロジェクトを開始し、最初の製品であるEpsilonを別会社としてリリースしました。

私たちは非常に野心的であり、2020年は、当社への投資と2019年に作成された構造の恩恵を享受する年になると予想しています。

BCN3Dの詳細については、www.bcn3d.comにアクセスしてください