HPの3Dプリント歩み：ポリマー革新から金属アディティブ・マニュファクチャリングへ

HPは2016年以来、ポリマー・プリンター・スイートの立ち上げ、そして最近ではMetal Jetラインの投入により、アディティブ・マニュファクチャリング（AM）の限界を押し広げてきました。
 
当初から、HPの目標は、より高速なビルド速度、優れた部品品質、画期的な経済性を提供することで、3Dプリントを民主化することでした。

3Dプリントへの参入

 
産業用3Dプリントには依然として経済的、技術的、スキル面の大きなハードルがあります。従来製造は速度と効率でAMを上回ることが多く、AM導入に必要な初期投資は困難を伴います。HPはMulti-Jet Fusion（MJF）でこれらに対処。プラスチック粉末を用いて層ごとに部品を造形する粉末床溶融結合（PBF）技術です。

MJFは薄い粉末層を広げることから始まります。赤外線エネルギーを吸収するように設計された融着剤がベッド全体にジェットされ、部品輪郭をトレース。赤外線光が融着剤を加熱し、該当領域の粉末を溶融・結合。このサイクルを繰り返して部品を造形します。

MJFにより、HPはポリマーPBFの新ベンチマークを設定：安定した機械的特性、より高速なプロセス、選択的レーザー焼結（SLS）など同等システムより高い精度。Xometryの調査では、MJF部品はSLS比で30%低コストでプリント可能。HPプリンターが複数部品を同時生産できるため、ボリューム増大とともにギャップは拡大します。

産業化されたポリマー3Dプリントへの道

 
当初からHPのMJFラインは機能プロトタイピングと中量生産をターゲット。2016年末リリースのJet Fusion 3D 4200は、PBFファミリーで最良の低ボリューム生産機の一つとして即座に評価されました。

4200システムはプリンター、冷却ステーション、連続プリントと即時後処理を可能にする2つの交換可能ビルド・ユニットで構成。生産ワークフローに不可欠です。3D HubsのDigital Manufacturing Trends Q2/2018レポートでは、Jet Fusion 3D 4200がプリンター品質で第2位、当年部品生産数でトップ・パフォーマーにランクイン。

4200の汎用性は機能プロトタイプ、工具、短納期エンドユース部品に及びます。クリア・アライナー生産のSmileDirectClubとの最近のパートナーシップが影響を示す：49台のJet Fusion 3Dプリンターが毎日5万個以上のユニーク・モールドを生産し、SmileDirectClubの成長と需要増に対応。

フルカラー3Dプリント領域へ参入

 
2018年、HPはJet Fusion 300/500シリーズを発表。初のフルカラー3Dプリンターです。正確で手頃なカラー・プリントは長年メーカーの目標で、そうでなければ事後染色に数時間を費やしていました。新シリーズは中小規模開発者向けのコスト効率の良い代替案を提供し、Stratasysと3D Systemsと直接競合します。

次のレベル：ボリューム・アディティブ・マニュファクチャリング

 
2018年までにHPプリンターで1,000万個の部品を生産していましたが、野心はそこで止まりません。2019年、HPはJet Fusion 5200シリーズを発表。射出成形の精度と再現性を備えた大量生産向けに設計されています。

主なアップグレードには、単一パスで粉末を融着する強力なランプ・アレイがあり、生産性を40%向上させ、耐熱材料を可能に。5200シリーズはすでにVestas（風力タービン・ブレード保護部品をTPUでプリント）やKupol（より安全で快適なヘルメットを3Dプリント）などのクライアントで生産稼働中です。

HPの3Dプリント材料ロードマップ

 
プロトタイピングからシリアル生産へのHPの歩みは、継続的な材料革新によって推進されています。初期MJFプリンターはポリアミド12（PA12）のみプリント可能。現在、4200と5200シリーズはPA11、PA12ガラスビーズ（40%ガラス充填ナイロン）、柔軟なTPU、BASFとの提携によるポリプロピレン（PP）など、成長するサーモプラスチック・レンジをサポート。射出成形PPと同等の耐久性と耐薬品性を備えます。

再利用性はHPの材料戦略の基石。SLS粉末が30〜50%しかリサイクルできないのに対し、HPのMJF粉末は低反応性材料（3D High Reusability PA 12など、加熱時の分子成長を抑制）により最大80%まで再利用可能。HPはパレットを拡充し続けています。難燃性プラスチック、エラストマー、高性能ポリアミド。化学企業をMulti-Jet Fusionオープン・プラットフォームへの協業に招待しています。

新たなフロンティア：金属3Dプリント

 
ポリマーでの成功を基に、HPは2018年にMetal Jetを発表。バインダージェッティングベースのアディティブ・ソリューションです。6ヘッドで合計5,280ノズルを持つカスタム・プリントヘッドを組み合わせ、前例のない速度と信頼性を実現。

HPのバインダー化学はゲーム・チェンジャー：システムは1%未満のバインダーを使用し、従来の金属粉末射出成形（MIM）より桁違いに低い。これにより焼結時間、コスト、複雑性を削減し、Metal Jetを従来製造のエコノミクスに匹敵させるポジショニング。

マシンは未販売ながら、HPは生産サービスを提供し、2021年商業化を目指しています。早期採用者にはフォルクスワーゲンがおり、HPと提携しMetal Jetプリント・ギアシフト・ノブとミラー・マウントを次世代車両に採用しています。

デジタル製造を推進する

 
ポリマーから金属へ、アディティブ・マニュファクチャリングへの執念深いフォーカスが、HPを業界の未来リーダーとして位置づけています。自社プリンターの部品を3Dプリントで生産し、サプライチェーンを効率化し、ソリューションのスケーラビリティを実証するなど、技術への自信は明確です。HPがロードマップを加速させるにつれ、同社と広範な製造セクターへのインパクトはさらに拡大するでしょう。