Arevo の 3D プリント カーボンファイバー バイク フレームの内部:共同創設者 Wiener Mondesir へのインタビュー

Wiener Mondesir、Arevo 共同創設者兼 CEO

シリコン バレーに本拠を置く Arevo は、2018 年に世界初の 3D プリントされたカーボンファイバー バイク フレームを発表し、世界的な注目を集めました。 このショーケースでは、ロボット工学、材料科学、および軽量のカスタムメイド複合部品を製造する高度なソフトウェアを組み合わせた、Arevo 独自の複合 3D プリンティング プラットフォームを強調しました。

そのマイルストーン以来、Arevo は Franco Bicycles と提携して、新しい電動自転車ブランドに 3D プリントされたカーボンファイバー製ユニボディ フレームを提供してきました。 Arevo の共同創設者兼最高技術責任者の Wiener Mondesir 氏に、テクノロジーの基礎、複合材 3D プリンティングの利点、およびスケーラブルな複合材製造の将来について話を聞きました。

Arevo について少し教えていただけますか?

Arevo では、大規模な複合材製造の民主化を目指しています。ロボット工学、先端材料、インテリジェントなソフトウェアを統合することで、私たちは大きなチャンスに取り組みます。炭素繊維は多くの金属よりも強度が高く、しかも劇的に軽いため、航空宇宙、自動車、消費者分野にわたって魅力的です。しかし、従来の複合材料の製造は労働集約的で資本が多額にかかり、限られたシミュレーション ツールと非専門家間の知識ギャップにより設計サイクルが長くなるという問題がありました。私たちのソリューション、いわゆる複合材料のデジタル化は、そのギャップを埋めます。デザイナーは 3D モデルから始めます。当社のソフトウェアは、繊維配向、材料の使用状況を自動的に分析、最適化し、正確な構築指示を生成します。適切な場所に必要な量の糸を使用するクモの巣を思い浮かべてください。私たちはあらゆる印刷物でその効率性をエミュレートします。

複合 3D プリントの利点は何ですか?

カーボンファイバー複合材は優れた強度重量比を誇り、堅牢でありながら軽量な部品を実現します。金属格子構造は重量を軽減できますが、依然として密度の高い材料から始まります。カーボンファイバーから始めると、その非効率性が最初から排除されます。カーボンの異方性の性質（繊維方向に沿って強い）により、歴史的にその使用は制限されてきましたが、当社のツールセットはその複雑さを抽象化します。デザイナーにはもはや博士号は必要ありません。私たちのソフトウェアは方向のニュアンスを処理するため、誰でも構造的に健全な複合材料を作成できるようになります。

カーボンファイバー 3D プリント自転車フレームは、発表されたときに広く知られました。自転車のフレームが設計から製造までどのようなプロセスで作られたのか教えてください。

Arevo の 3D プリントされたカーボンファイバー バイク フレーム [画像出典:Arevo]

自転車フレームは精度が要求される複雑で高負荷の構造であるため、概念実証として自転車フレームを選択しました。従来の複合バイクは、設計、プロトタイプ作成、生産という 1 年にわたるサイクルを経て、フレームごとに 20 ～ 30 個の部品と最大 40 人の作業員が必要になります。対照的に、当社のソフトウェアは、CAD モデルを数分で等方性の生成設計に変換し、繊維配向と材料分布を最適化します。カリフォルニアの施設では、6 軸ロボットが X、Y、Z 方向に繊維を堆積させ、完全に統合されたユニボディ フレームを数日で製造します。その結果、ソフトウェアを介して剛性と乗り心地を調整できる軽量で強力な構造が実現し、迅速なオンデマンドのカスタマイズのための新しいビジネス モデルが開かれます。

世界中で年間約 100 万個の複合フレームが生産されている Arevo のテクノロジーにより、市場は大量生産されたほぼ同一のフレームから、真にパーソナライズされた高性能オプションへの移行が可能になります。

カスタマイズされた生産アプローチは拡張可能なビジネス モデルですか?

The Emery ONE:Arevo は、Franco Bicycles との提携により e-Bike の新しいラインをリリースすると発表しました [画像出典:Arevo]

ライダーは自分の体やライディングスタイルに合わせたフレームの恩恵を受けることができるため、カスタマイズは自転車の重要な差別化要因となります。大量市場の生産では、このようなパーソナライゼーションに簡単に対応することはできません。当社のプラットフォームは顧客がフレームを設計できるようにする一方で、当社のソフトウェアは構造の完全性を検証します。その後、デザインはオンデマンドで印刷され、コンセプトから完成品までのプロセスが効率化されます。

あなたのテクノロジーを使って他にどのような応用を想定していますか?

当社は現在、モビリティに重点を置いていますが、その中核となる利点である超軽量、高強度、カスタム フィットは、スポーツ用品、自動車部品、エネルギー ソリューション、航空宇宙部品にも広がっています。私たちは、パフォーマンスと特注設計が重要となるアプリケーションの開発を積極的に行っています。

ロボット工学はあなたのテクノロジーにどのように適合しますか?

従来のレイヤーベースの 3D プリンティングでは、X 平面と Y 平面にのみ材料が堆積され、Z 方向は弱いままになります。 Arevo の完全多関節 6 軸ロボットは、3 次元すべてに炭素繊維を堆積できるため、典型的な Z 方向の弱点が解消されます。さらに、ロボットの到達距離は最大 4 メートルなので、航空宇宙部品などの大きな部品をサブアセンブリに分割することなく印刷できます。同じロボット システムで自転車のフレームをプリントでき、ビルド エンベロープの多用途性が実証されています。

複合 3-D プリンティング市場の現状をどのように説明しますか?テクノロジーはどれくらい進んでいるのか？

[画像クレジット:Arevo]

複合積層造形は何年も前から存在していましたが、手動によるファイバーの配置と小さく平らな形状によって進歩は制限されていました。現在、自動ロボット工学と高度な樹脂システムにより、複雑な形状とより高い解像度が実現されています。いくつかの企業が樹脂化学から配置戦略に至るまで、さまざまなアプローチを追求していますが、Arevo はロボット工学、レーザーベースの蒸着、AI 主導の品質管理を組み合わせた統合プラットフォームでリードしています。

3-D プリンティング全般、または複合 3-D プリンティングに特化して、業界が直面している課題にはどのようなものがありますか?

大きな障壁の 1 つは、積層造形の機能を真に探求するアクセス可能なソフトウェアが不足していることです。設計者は多くの場合、従来の既存の部品から始めて、3D プリント用に改造しようとしますが、これによりパフォーマンスが低下する可能性があります。私たちは最初からユーザーをガイドし、追加プロセスの独自の可能性を活用できるように支援するツールを必要としています。

今後 5 年間で業界はどのように進化すると思いますか?

私たちはすでに物語をノベルティからプロダクションへと移行させています。今後数年間で、焦点は品質と拡張性に移るでしょう。大量の反復可能な生産を採用する業界は差別化され、標準とベスト プラクティスが具体化されることが予想されます。

部品とプロセスの品質を確保することは、現在、積層造形の大きな話題となっています。これに対する Arevo のアプローチは何ですか?

Arevo のレーザーベースの蒸着システムは、機械学習アルゴリズムと組み合わせて、ビルド全体にわたってその場検査を実行します。センサーがリアルタイム データをキャプチャし、閉ループ制御システムがその場でパラメータを調整することで、部品の空隙率が 1% 未満になります。微細な断面により材料の均質性が確認され、当社のコンポーネントが航空宇宙やその他の高性能分野の厳しい要求を確実に満たすことができます。

Arevo にとって今後 12 か月はどうなるでしょうか?

自転車フレームの発売後、需要が現在の生産能力を上回りました。来年は、モビリティやそれを超えた新しいアプリケーションを立ち上げながら、生産の拡大に注力していきます。私たちの目標は、オンデマンドで高品質の複合材製造のメリットをより広範な市場にもたらすことです。

Arevo について詳しくは、次のサイトをご覧ください。 https://arevo.com/