金属3D印刷ハードウェアの10の注目株

金属3D印刷は、その歴史の中で独特の時代に入りました。ハードウェア、ソフトウェア、および材料の開発により、新しいアプリケーションのロックを解除し、高レベルの信頼性を備えた製品を作成するために成熟し続けることが保証されます。

本日、ハードウェアから始めて、金属積層造形（AM）を推進する革新的な企業を調査する一連の記事を発表します。

金属3D印刷が進化するにつれて、新しいハードウェアメーカーが市場に参入し、新しいプロセスや既存のプロセスに対する創造的な取り組みで現在の課題に取り組んでいます。

私たちは、有望な金属AM技術を最近商業化した、またはすぐに商業化する予定の企業のリストをまとめました。金属3Dプリントの。

レーザー粉末ベッドフュージョン

レーザーパウダーベッドフュージョン（PBF）テクノロジーは、依然として最も人気のある高度な金属AMプロセスの1つです。しかし、ハードウェアコストが高く、印刷速度が遅く、独自のシステムに起因する制限があるという課題を考えると、改善の余地は非常に大きいです。

PBF市場内のいくつかの企業は、より速く、オープンで、より柔軟な金属PBFシステムでこれらの問題のいくつかを解決したようです。

1。 Aurora Labs

1日あたり1トンの金属の速度で金属部品を3D印刷するという見通しは真実ではないように聞こえるかもしれませんが、オーストラリアの金属3DプリンターメーカーであるAurora Labsは、まさにそれを達成する準備ができているようです。

2014年以来、Aurora Labsは、はるかに高速な金属3D印刷を可能にする、新しい金属3D印刷技術を開発してきました。 Formnext 2018で最初に発表されたMultilevelConcurrent Printing（MCP™）は、おなじみの粉末床融合技術に基づいていますが、ひねりが加えられています。

従来の粉末床技術とは異なり、1層を印刷します。時間の経過とともに、MCPは1回のパスで複数のレイヤーを同時に印刷します。

では、テクノロジーはどのように機能するのでしょうか。 MCPテクノロジーには、グリッドのようなリコーターメカニズムと複数のレーザービームという2つの重要な要素があります。印刷が始まると、複数のホッパーを備えたリコーターデバイスがプリントベッド上をスライドし、各ホッパーが1回のパスで異なる粉末層を堆積します。

1つの層が堆積されると、レーザー、リコーターの特別な隙間から粉末に到達します。同じパスの間に、後続の層がレーザーによって連続的に堆積および融合されます。

本質的に、これは、複数の層を1回のパスで印刷できることを意味し、印刷プロセスを大幅に高速化します。

昨年9月、Aurora Labsは、MCPテクノロジーを搭載したRMP13Dプリンターが1日あたり350kgの印刷速度に達したと報告しました。これは、システムが1日あたり約15 kgで印刷できたのに対し、かなりのマイルストーンです。 2018年9月。

これらの改善により、Aurora Labsは、時間とコストの点で従来の製造プロセスに匹敵する可能性のある最速の金属PBFシステムの1つを市場に投入できる好位置にあります。

2。添加剤を開く

多くの確立された3Dプリンターメーカーが独自のシステムを提供していますが、オープンシステムアプローチを採用することを決定した企業はごくわずかです。

そのような企業の1つは、UniversalTechnologyからのスピンオフであるOpenAdditiveです。 Company（UTC）は、さまざまな環境とニーズに適合することができる工業化されたソリューションを開発することを目標としています。

そのため、同社はPANDA 3Dプリンターと呼ばれる手頃な価格のレーザーPBFシステムを開発しました。これには、オープンマシンのアーキテクチャや材料から、オープンパラメーターやセンサーテクノロジーまで、複数のカスタマイズ可能なオプションがあります。

Open Additiveは、オープンシステムを使用する主な利点の1つは、新しい高度なテクノロジーが開発されるにつれて、企業が機能を追加したりシステムを調整したりすることで、陳腐化のリスクを軽減できることだと考えています。

このオープンハードウェアと材料のアプローチは、今日のAMでは特に一般的ではありませんが、業界はそのような開発をますます受け入れるようになっています。 Open Additiveのような取り組みにより、企業がイノベーションを推進するためのより多くのオプションを提供する、柔軟で構成可能な添加剤テクノロジーのビジョンに近づいています。

3。シェアボット

エントリーレベルの金属3D印刷の世界は急速に普及しており、SharebotのMetalONE3Dプリンターの発売はこの傾向のさらに別の例です。

主要なプラスチック3D印刷プロセスを含むポートフォリオにより、Sharebotが金属に移行するのは時間の問題でした。

MetalONEの場合、このマシンは、同社が4年前に立ち上げた熱可塑性粉末用のSharebotのSnowWhiteSLSマシンから発展したプロジェクトの結果です。

昨年デビューしたこのマシンは、65 x 65 x 100mmのかなり小さなビルドエンベロープを備えています。しかし、設置面積が小さいにもかかわらず、このシステムは同社にとって大きな前進でした。

価格は120,000ドル未満で、MetalONEはXactMetalのXM200などの他のエントリーレベルの金属3Dプリンターと同じ価格帯にあります。およびORLaserのORLASCreatorは、どちらもPBFテクノロジーに基づいています。

このようなシステムはすべて、大型のPBFマシンにスケールアップする前に材料や部品の設計をテストするのに理想的ですが、小規模な宝飾品や歯科製造にも適しています。

基本的なデスクトップ3Dプリンターの開発者として始まったシェアボットが、製品の提供をよりプロフェッショナルなポリマー3Dプリンターに徐々に進化させ、長年の研究の結果、最初の製品に到達したことを見るとワクワクします。金属3Dプリンター。

中小企業が金属3D印刷を利用しやすくするために設定されたシェアボットは、すでに十分に開発されたエコシステムを使用して、手頃な価格の金属プロトタイピングと製品開発の新しい市場を開拓する態勢を整えています。

直接エネルギー沈着

直接エネルギー堆積（DED）の分野での開発は特に豊富です。このテクノロジーは、ビルドプラットフォームに追加されるときに、集中した熱源を使用して金属粉末またはワイヤーを溶かします。

DEDハードウェア企業はますます出現しており、特にエキサイティングな開発分野の1つはワイヤーアーク添加剤です。製造（WAAM）。以下では、WAAMおよび粉末ベースのDEDプロセスの分野で有望なハードウェアメーカーをいくつか見ていきます。

4。 WAAM3D

2020年現在、WAAM市場は依然として小さく、少数の企業がこの金属3D印刷技術を積極的に開発しています。

WAAM3Dは、おそらくこの分野ではあまり知られていない名前の1つですが、同社の技術を市場に出すことを決定する前に、同社は膨大な量の調査を実施しました。

WAAM3D WAAMの分野でクランフィールド大学の知的財産を商業化するために2018年に設立されました。

同社によれば、サプライチェーン、つまりソフトウェアツール、WAAMが設計したハードウェア、原材料、トレーニング、サービスが不足しているため、ビジネス上のメリットが証明されているにもかかわらず、WAAMプロセスの産業での採用に値するものがありません。 。

同社は、このようなサプライチェーンを構築し、航空宇宙および防衛、石油およびガス、エネルギー、原子力産業全体でWAAMの使用を促進することを目指しています。

これまでのところ、WAAM3Dはその技術のいくつかの成功したアプリケーションを公開しています。 1つは、タレスアレーニアスペース向けに製造された長さ1mの圧力容器であるチタン部品です。チームはWAAMを使用してこのコンポーネントを製造することで、アイテムあたり200 kg以上の材料を節約し、容器の2つの部分を1つに統合することができました。

今年の初めに、WAAM3Dは最初のシリーズAを完成させました。資金調達ラウンド。これは、WAAMテクノロジーの商業化において会社をさらに前進させるために設定されています。

5。 AML3D

AML3Dは、クランフィールド大学に触発されて設立されたもう1つの会社です。 AML3DのマネージングディレクターであるAndrewSalesは、クランフィールドで学び、テクノロジーの可能性に魅了され、2014年にオーストラリアにWAAMサービスビューローを設立しました。

2019年、同社は世界の海運業界認定機関から認証を取得しました。ロイドレジスター。認証が実施されると、AML3Dは最初の部品であるマルテンサイト系ステンレス鋼のウェアリングのセットを海洋の顧客に提供しました。

今年の初め、AML3Dは、航空宇宙および防衛のリーダーであるSTエンジニアリングにArcemyと呼ばれる最初のWAMベースの3Dプリンターの納入を準備していることも明らかにしました。 Arcemyシステムは、溶接、CADソフトウェア設計、およびロボット工学技術を組み合わせて、工業品質の大判で完全に高密度の金属部品を製造します。

AML3Dは、その3D印刷技術がとりわけ海事部門に利益をもたらすことを期待しています。 、リードタイムを短縮し、造船と修理を容易にするのに役立ちます。

6。ビッグメタル添加剤

大判3Dプリントを推進するというアイデア。また、Big Metal Additive（BMA）の設立にも影響を与えました。この新興企業は、アルミニウムから大規模で複雑な設計構造を作成するために、ワイヤーフィードのアークベースのAM法を開発しました。

15立方フィートを超えるビルドボリュームと、最大5の堆積速度毎時ポンド（約2.27 kg）のBMAの機械は、トラス、自動シャーシ、エンクロージャー、工具と備品、梁、建築要素を製造するように最適化されています。

BMAシステムのもう1つの差別化要因は、材料です。ほとんどの金属3Dプリンターは、簡単に溶けて固まる特殊な合金でのみ機能します。 Big Metalは、8つの市販のアルミニウムアーク溶接合金を使用していますが、これらははるかに安価です。同社はまた、将来的にステンレス鋼と工具鋼、超合金、チタンを追加することを期待しています。

「私たちは、設計したプロセスが普及することを望んでいます。同社の創設者兼社長であるSladeGardner氏は、ASMEとのインタビューで、ホットロッドショップからメンテナンス、プロトタイプデザインショップまで、あらゆる場所でそれを望んでいます。

同社の計画は本当に野心的ですが、非常に自然なものです。金属AMを大判製造の領域に追いやろうとしている会社にとって。

7。 CHIRONグループ

数か月前、CNC機器の世界的メーカーであるCHIRON GROUPは、最初のDED3DプリンターであるAMCubeを開発し、AMの世界に進出しました。

しかし、そもそも3D印刷の分野にこれほど大きな一歩を踏み出したのはなぜですか？

AMテクノロジーを製品ポートフォリオに追加することにより、CHIRONは製造ソリューションの完全なパッケージを提供することを目指しています。 AM Cubeは、大きくて複雑なコンポーネントを対象としており、金属加工と自動化に焦点を当てた同社の既存のコアコンピテンシーを拡張しています。

航空宇宙、エネルギー、工具製造、その他の業界のアプリケーションを対象としたこのシステムは、ネットシェイプパーツの近くで3Dプリントを行いますが、コンポーネントのコーティングや修理も可能です。

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AM Cubeのエキサイティングな機能の1つは、そのモジュール性です。 3Dプリンターは、アクティブな印刷またはコーティングプロセス中に最大3つのプリントヘッドを交換できるように設計されています。

さらに、Chironは、ワイヤーとパウダーの両方を使用できるようにして、マシンの柔軟性を高めています。これは、多くの産業環境で粉末コーティングが一般的に使用されているプロセスであるのに対し、ワイヤーベースのDEDは、より優れた安全特性と廃棄物削減を実現するためです。

現在、CHIRONは、新しい3Dを使用する施設を作成しています。長い調達時間と高い材料価格で、より大きなコンポーネントを生産するためのプリンター。

8。フォーマロイ

Formalloyは2016年の初めから存在していますが、この4年間で、DEDメタル3D印刷会社はその名を知られています。

Formalloyの受賞歴のあるテクノロジーは市場で最も包括的な金属合金のリストの1つで印刷することができます。さらに、そのDEDシステムには青色光レーザー技術が搭載されており、1時間あたり最大15ポンドの堆積速度で直径1mmから1mのニアネットシェイプの部品を作成します。

同社の最新のXシリーズシステムは、グラデーション/バイメタリック構造で3D印刷を可能にするFormfeedパウダーフィーダーも備えています。

インプロセス監視への傾向が高まる中、FormalloyはXシリーズに閉ループ制御テクノロジーを実装し、システムがビルドの品質と精度をリアルタイムで監視できるようにしました。

大判部品の製造と部品の修理ができるおかげで、Formalloyの3Dプリンターは、大判AMのスケーラビリティを調査するための一連の研究開発プロジェクトでNASAなどに採用されました。

コスト削減と材料の柔軟性に向けたソリューションを開発することにより、Formalloyは、現在より混雑しているテクノロジーカテゴリになりつつあるDED市場の一部を獲得しようとしています。

金属の光重合

9。砧骨

オーストリアのセラミック3DプリンターベンダーであるLithozのスピンオフであるIncusGmbHは、2019年にFormnextで新しい金属光重合3D印刷プロセスをデビューさせました。

新しい3Dプリンターの背後にある技術は液体樹脂材料を使用するSLAやDLPなどのバット重合技術について。一方、Incusは、強力な光プロジェクターを使用して、光反応性の金属充填材料の硬化を可能にするプロセスを開発しました。この技術を使用して3D印刷された部品は、最終的な特性を実現するために、脱バインダーと焼結を行う必要があります。安全性（浮遊粉末の回避による）、精度の向上、および光ベースであるため、ビルド速度の高速化。

このテクノロジーは、2019年後半に3DプリンターのHammerシリーズの下で市場に投入されました。現在、いくつかのベータ版のお客様向けに運用されています。 Incusはテクノロジーの微調整を続けており、医療、自動車、航空宇宙、宝飾品の各セクターでより多くのアプリケーションのロックを解除することを目指しています。

マテリアルジェッティング

10。トリトーン

鋳造用の型の3D印刷を除いて、ほとんどすべての3D印刷プロセスは実際のオブジェクトの印刷に焦点を合わせています。

イスラエルの新興企業であるTritoneは、通常の3D印刷プロセスのアイデアをひねる独自のMoldJetテクノロジーを開発しました。目的のオブジェクトを3D印刷する代わりに、Tritoneの3Dプリンターが最初に型を作成してから塗りつぶします。金属またはセラミックペーストでそれを塗り、精密ブレードが余分な材料を拭き取り、滑らかな層を残します。

次に、材料は熱処理ステップを経て硬化し、続いて検査して層の品質が分析されます。終了したら、部品をトレイから取り出し、超音波浴に入れて金型材料を溶解し、堅牢な緑色の部品を残して、最終的な焼結ステップの準備をします。

MoldJetを使用する主な利点の1つ他の3D印刷プロセスに比べて、標準の金属射出成形（MIM）粉末を使用できるため、材料費を削減できます。 MIM材料は用途が広く、商品価格レベルでどこでも一般的に入手できます。

さらに、Tritoneによると、部品はMIM部品と同様の品質で、最大99％の密度を実現できます。

現在、Tritoneは、MoldJetテクノロジーを搭載したマシンのさらなる開発とテストに注力しています。同社が金属3Dプリンターを商品化し、今年末に発売が予定されているときに、新技術が市場でどのように受け入れられるかを見るのは刺激的です。

高度な金属3D印刷ハードウェア

金属3D印刷は、今日最も急速に成長しているテクノロジーの1つであり、この成長の理由の1つは、その継続的な進化です。

AM業界に参入する新しいハードウェアメーカーは、既存のマシンの課題を克服するプロセスの開発を目指しているため、この進化の背後にある原動力の1つです。

金属3D印刷市場での競争の激化は、イノベーションを促進しています。ただし、革新的な金属AMハードウェアを最大限に活用するには、材料やソフトウェア開発などの他の分野の進歩によってもサポートされている必要があります。

金属3D印刷の信頼性が高く再現性のある使用をサポートするエコシステムを作成することによってのみ、新興企業とより確立された企業の両方が金属AMを価値のある製造ソリューションにすることができます。

金属3D印刷材料の新星を紹介する次の記事にご期待ください。