専門家インタビュー：AM業界がオープンマテリアルエコシステムを必要とする理由についてのOrigin CEO Chris Prucha

Resin 3D印刷は、ラピッドプロトタイピングの起源を超えて生産に移行し、過去数年間で飛躍的に進歩しました。多くの点で、この進歩は、樹脂を使用した3D印刷への新しいアプローチを開発する革新的な新興企業によって推進されてきました。

そのような会社の1つがOriginです。 Originは2人のソフトウェアエンジニアによって2015年に設立され、ソフトウェア駆動型制御、モジュラーハードウェア、および材料へのオープンなアプローチを組み合わせた樹脂3D印刷プラットフォームを開発しました。これら3つの要素を組み合わせることで、同社は樹脂ベースの3D印刷の本質を変えています。

Originのテクノロジーとビジョンについて詳しく知るために、同社のCEO兼共同創設者に追いつきました。 、クリス・プルチャ。 Origin One 3Dプリンターの秘密のソース、主要なアプリケーションのいくつか、オープンマテリアルの利点について説明しましたエコシステムと3Dプリントが工業化に向けて克服する必要のある課題。

Originとあなたが開発したテクノロジーについて少し教えてください。

カリフォルニア州サンフランシスコを拠点とするオリジンは、オープンマテリアル、拡張可能なソフトウェア、モジュラーハードウェアに基づいて構築する新しい方法であるオープンアディティブマニュファクチャリングのコンセプトを開拓しています。

当社の製造グレードの3DプリンターであるOriginOneは、プログラム可能な光重合（P3）を使用して、光、熱、力などの変数を正確に制御し、卓越した精度と一貫性を備えた部品を製造します。

私たちは材料パートナーのネットワークと協力して、そのシステム用の幅広い商用グレードの材料を開発し、積層造形で最も丈夫で最も弾力性のある材料を生み出しています。

他の光重合ベースの3D印刷プロセスと並んで、テクノロジーをどのように位置付けていますか？

光重合またはバット重合のカテゴリーを見ると、近年、技術にとって意味のある最終部品および用途のタイプの性能に多くの進歩がありました。ただし、その可能性を実現することを妨げる多くの制限がまだあり、それを取り除くことに焦点を当てています。

産業用3Dプリンタープラットフォームの大部分は、クローズドモデルと独自の素材を使用しています。この相互運用性の欠如により、機器の所有者は、必要な資料にアクセスするためにさまざまなシステムを所有する必要があります。その後、OEMは、元の製品を食い物にすることを恐れて、ポートフォリオを前進させるように動機付けられません。これは、宇宙における物質的な革新の欠如につながります。

私たちのアプローチは、材料メーカーが最も幅広い材料を生産できるようにするために、可能な限り最高のハードウェアとソフトウェアを構築することに注力することです。

私たちの最初の顧客は材料プロバイダーであり、私たちは彼らと協力して、高度な材料を実現するために必要な機能を構築することができました。私たちは材料に余裕を持たず、顧客や材料プロバイダーと連携して添加剤のアプリケーションを推進しています。

技術面では、積層造形を可能にするために、印刷に非常に高い熱や不活性環境を必要とする先端材料を処理できる3Dプリンターを構築する必要がありました。

さらに、ハードウェアは一貫性があり、信頼性が高く、使いやすいものである必要がありました。私と私の共同創設者の経歴は、実際にはソフトウェアエンジニアリングにあります。彼はOriginで私に加わる前にGoogleXで働いていました、そして私はAppleにいました。

OriginOneを動かすソフトウェアは私たちの秘密のソースの大きな部分です。印刷プロセスのほぼすべての側面は、ソフトウェアによって制御されます。たとえば、分離メカニズムは力センサーを使用して、移行フェーズ中の速度と圧力を最適化します。

この閉ループフィードバックシステムは自動的に機能し、他のほとんどの光重合技術が苦労している射出成形金型のような大きな表面積を持つ非常に小さなフィーチャや形状を印刷できるようにします。

プロセスに対するこのソフトウェア制御は、P3の「プログラム可能な」部分の出所です。光、力、温度を制御することにより、顧客はパラメータを使用して精度と表面品質を調整できます。たとえば、シリコーンのように収縮しやすい材料を使用している場合、ユーザーはそれを考慮してエネルギー量または温度を調整できます。

このもう1つの例は、金型形状です。この場合、表面品質の観点から、成形品の特定の領域のみが重要になります。当社の印刷ソフトウェアを使用すると、ユーザーは一部の領域でより速く印刷したり、ビルド全体で異なるレイヤーの高さを使用したりできます。

これはCNC機械加工と非常によく似ており、メーカーはさまざまな形状、材料、公差に合わせて速度、位置、工具経路を調整できます。

あなたのテクノロジーが今日どのように使用されているかについて、いくつか例を挙げていただけますか？

ごく最近の例は、COVID-19テストキット用の鼻咽頭スワブです。サンフランシスコのシェルターインプレイスが制定される直前に、契約メーカーから多数のOriginOneを受け取っていました。

私たちはすぐに、フェイスシールド、呼吸器アダプター、綿棒などのCOVID関連のアプリケーションに注意を向けました。材料パートナーの1つであるヘンケルと協力して、これらの用途に適した医療グレードの滅菌可能な材料を特定することができました。これらの資料は社内でテストしていませんが、ヘンケルは施設のプリンターで開発しました。

彼らが使用していたOriginパラメータを使用して、これらのアプリケーションの材料をすばやく検証できました。鼻咽頭スワブは、スワブをビルドエリアにしっかりと詰め込み、パラメーターを最適化して最高のスループットと最高の歩留まりを実現できたため、当社のテクノロジーにとって最も理にかなっています。

避難所が設置されてからわずか数週間で、私たちは臨床的に検証されたNPスワブを備えた最初の3Dプリンター会社の1つになりました。そこから、わずか40台のOrigin One 3Dプリンターを使用して、生産を増やし、週に50万本の綿棒を生産することができました。

同じ時期に、お客様は私たちのテクノロジーで同様の作業を行っていました。カナダのShantoDental Labを含む歯科の顧客は、顧客のために何百ものPPEフェイスシールドを印刷しました。およびサービスビューローパートナーは、病院用の人工呼吸器スプリッターを印刷しました。当社の産業顧客の1つであるEnventysPartnersは、単一のOriginOneを使用してわずか10時間で1,000個のCAPR交換部品を製造することができました。

COVID-19アプリケーション以外では、歯科業界で多くの成功を収めてきました。歯科業界は、間違いなく3D印刷で最大かつ最も成熟した業界の1つです。

現在、歯科矯正装置や歯科インプラントの製造に使用されているモデルレジンは、製造されている歯科材料の中で最も大量に使用されています。また、最も高価な樹脂の1つであり、約400ドル/ kgです。

歯科業界に参入したとき、私たちは材料パートナーの1つであるBASFと協力して、既存のモデル樹脂よりも精度が高く、印刷速度が速く、非常に優れた材料を共同開発しました。低価格。今日、私たちはその材料を35ドル/ kgで歯科のお客様に提供しており、これは歯科のお客様の予算に大きな影響を与えています。

プロプライエタリエコシステムとオープンエコシステムのどちらがAM業界を最適にサポートするかについては、現在も議論が続いています。 Originは、マテリアルパートナーのオープンネットワークを使用して、2番目のアプローチを明確に採用しています。オープンマテリアルエコシステムのメリットは何ですか？

私たちのアプローチは、他のオープンなアプローチとは少し異なります。多くの「クローズド」システムは、独自のソリューションを利用できない特定のサードパーティマテリアルを提供しますが、これらのマテリアルには通常、大きなマークアップが付属しており、マテリアルメーカーはOEMの顧客ベースへの排他的アクセスを求めています。

一部のオープンシステムは、独自のマテリアルを生成し、それをサポートします。これらの企業は、顧客が好きな素材を使用できるようにしていますが、一般的にサポートが不足しているため、イライラする可能性があり、「クローズドだがサポートされている」モデルがより魅力的になります。

アディティブマニュファクチャリングの採用を促進し、業界を成長させるには、OEM、材料メーカー、および顧客間のパートナーシップが重要であると考えています。

インセンティブを調整することができます。協力し、リソースを共有し、部品のコストを削減することは、各企業の利益になります。

私たちは、お客様が選択した任意の材料を使用できるようにし、材料パートナーと共同開発して、業界内の材料革新を促進します。たとえば、2019年11月にヘンケルで難燃性材料を発売しました。

この材料は室温では固体ですが、制御された環境で摂氏60度に加熱すると印刷可能です。協力することで、お互いのテクノロジーと専門知識を活用して、この資料を市場に投入しました。

今日の環境に特に関連するオープンシステムのもう1つの一般的な利点は、セカンドソースを利用できることです。

コンポーネントの不足が、サプライチェーンにどのように悪影響を与える可能性があるかはすでに見てきました。クローズドシステムでは、たとえば、配合の基本コンポーネントが使用できなくなった場合、材料を切り替えることはできません。通常、OEMの顧客は樹脂の製造元が誰であるかを知らず、サプライチェーンの可視性と透明性が不足しています。

オープンシステムを使用すると、顧客はアプリケーションの複数の材料を検証でき、中断があった場合は、ソリューションについて材料メーカーと直接連携することもできます。

AM業界が依然として直面している3つの主要な課題は何だと思いますか？

最初の課題は、材料費です。プロトタイピングの場合、通常は部品を射出成形するため、材料費はそれほど問題になりません。3D印刷は、速度と反復が重要です。

ただし、積層造形生産に移行する場合、3Dプリンターの償却は、BOMコストのごく一部を占め、材料費が大きな要因になります。

積層造形が大量生産の実行可能なオプションになるためには、材料費を全面的に下げる必要があります。長い間、業界はレザーブレードのビジネスモデルにとらわれており、材料に人為的に高いマークアップを付けています。

2番目の課題は、エンドツーエンドの万能型アプローチです。ソリューション。これは、一部には、3D印刷の初期のOEMがソフトウェア、後処理、および材料に利用できる多くのオプションを持っていなかったため、独自に構築したためです。その結果、製造業者は、操作する余地があまりなく、プロセスやツールを中心に設計することになりました。

これを、非常に特殊なテクノロジーを中心に開発されたエコシステム全体が存在する従来の製造とは対照的です。現在、新しい後処理、クリーニング、ソフトウェア、および材料ソリューションを使用して、より多くの企業がこの分野に参入しています。

最後に、2番目の課題にいくらか関連しているのは、印刷の制御の欠如です。処理する。これは、ほとんどのポリマー3Dプリンターに特に当てはまります。ユーザーには、パーツの作成方法を変更するためのオプションがほとんどありません。パーツに障害が発生した場合、ユーザーはパーツが機能するまでパーツを再設計または方向転換する必要があります。これにより、実験やイノベーションが少なくなります。

Origin Oneは、ユーザーに制御を戻します。部品が故障した場合、ユーザーはエネルギーの投与量、速度、遅延、および温度を変更できます。これはまた、プロセスと機能についてユーザーに教え、それにより彼らはより良いメーカーになります。

AM業界の現状をどのように説明しますか。また、今後5年間でどのように進化していくと思いますか。

明らかに、COVID-19により、世界中で劇的な変化が見られました。COVID後の世界でサプライチェーンがどのように変化するかを予測するのは時期尚早です。

COVID-19以前は、部品コストが高いために正当化が困難であったため、最終用途部品のサプライチェーンへの積層造形の採用は遅かった。

現在、製品ラインに積層造形を採用したい企業は、ROIをさらに詳しく調べており、ROIを証明できるテクノロジーは、そうでないソリューションよりも需要が高くなっています。

COVID-19サプライチェーンの危機により、3Dプリントにも新たな注目が集まっています。多くの点で、業界は、従来の方法よりも迅速に最終用途の部品を大量に生産できることを証明しています。

他の産業が再び完全に開放されると、COVIDに失われた時間を埋め合わせる必要があり、多くの場合、元のサプライチェーンの準備ができていません。このシナリオでは、製品を市場に出すために3Dプリントが再び登場する可能性があります。

Originの展望は？

私たちは、最初の商用プリンターであるOriginOneをさまざまな業界や国のお客様に出荷し続けることに興奮しています。フィードバックを受け取り、テクノロジーのさまざまな使用例について学びます。

今日出荷している製品と機能に非常に満足しており、私たちが構築するものを楽しみにしています。その上、ソフトウェアとさらなる材料開発を通じて。

今日、ソフトウェアはハードウェアで可能なことのほんの一部にすぎません。お客様のエクスペリエンスをさらに向上させ、プロセスについてより多くの洞察を提供できるよう、継続的な取り組みを行っています。お客様と一緒に新しいマスアディティブマニュファクチャリングアプリケーションを発見するにつれ、テクノロジーの機能を拡張する方法に関する独自の新しい洞察を明らかにすることを完全に期待しています。

Originの詳細については、次のWebサイトをご覧ください。 www.origin.io