formnext 2018レポート Part 1―3Dプリンティング最新動向:スピード

formnext 2018レポート Part 1―3Dプリンティング最新動向:スピード

今年もドイツ、フランクフルトのformnextに参加してきました。formnext 2018のレポートを、2回の連載にてお伝えします。

formnext 2018


formnextは3Dプリンティング業界内で、ビジネスチャンスの展示会としてその評判を得ています。formnextで起きていることを理解することは、3Dプリンティング業界で何が起きているかを理解する上でとても重要です。今回のレポートでは、この業界が向かっている方向性、および、未だ直面している課題について、皆さまと一緒に理解を深めたいと思います。


昨年の3Dプリンティング業界のビジネスの注目は金属であったのに対し、今年の主なテーマはスピードとサイズの大型化でした。

スピード


スピードは、3Dプリンターを購入する上で、考慮すべき最も重要なコスト要因です。業界外の人々は、材料費やクオリティ、またはマシン自体の価格が、3Dプリンターを製造業に導入する際の主な課題であると思いがちです。しかし、3Dプリンティングを利用した連続生産を妨げるのは、実はプリントスピードまたはスループットなのです。これは、1時間あたりの生産価値が、しばしば1時間あたりの機械の減価償却より低いからであり、3Dプリンターが並列して展開されていたとしても利益を生み出すのが難しくなるためです。

3Dプリンター製造者およびサービス提供者はこれに気づいており、様々な方法でこの課題の解決に取り組んでいます。

3Dプリンティング企業の先駆者の一つであるEoSは、彼らの画期的なシステムでスピードへの解決策を提案しています。これは2020年以後までリリースされない予定であるものの、射出成形とほぼ同程度のスピードに達するものであると彼らは主張しています。残念ながら、技術的な詳細は明らかにされなかったため、この方法を完全に評価するには、まだ待つ必要があります。ともかく、これは業界内でのかなりの話題を作り出したことには間違いありません。

粉末積層造形方式を使用する新しい企業は、今年はさらに大きな展示を見せました。
WAAM(Wire and Arc Additive Manufacturing:アーク溶接を応用した金属積層造型技術)やコールドスプレーなどの技術は、昨年に比べ3、4倍は増えました。Spee3DAML TechnologiesTitomicDMG森精機Gefertecといった企業は皆、ニアネットシェイプ加工技術を用いた堆積速度を劇的に上げる方法を紹介していました。これらの方法も、より容易にパーツサイズをスケールアップできるという利点があります。AML Technologiesのケースにおいては、チタン、ニッケル、そしてアルミニウムの2m程のサイズのパーツは堆積速度が1時間当たり数キロで測定されます。これは、時には10倍またはそれ以上もの劇的なコスト削減となります。


その他のスピードの課題に対する解決策としては、HPDesktop MetalDigital Metalといった企業により、早く安く大バッチ生産(ビルドあたり50~2000部品)で小さめの金属パーツの大量生産を加速させる材料噴射方式を紹介していました。それぞれ若干異なる技術的方法でこれに達成していますが、どの企業も基本的には、グリーン体を「接着」させてから、第2の焼結過程にてパーツを仕上げる点で共通していました。これは、工具費がかからず、ビルドチャンバーに、例えば2000ものそれぞれカスタムされたほぼ同サイズのパーツを入れることができるからです。例えば、顧客の名前を入れたキーフォブをかなり早く「大量生産」レベルで作ることができます。

スピード課題の取り組みとして、革新的、しかしまだ未証明の解決策をAurora Labsが提示しました。それは完成した際には24時間で1000kgまでの堆積速度に達する粉末積層方法です。彼らは、粉末層をずらし、一度に5、10、20層等を高速に造形する革新的な方法を紹介していました。何人かの長年の専門家と話してみましたが、この方法で運用するには多数のレーザーを必要とするため、プリンターの費用を管理できるのだろうか、と彼らは懐疑的に見えました。EoSと同様に、この方法が「証明」されることを業界は待っているように思えます。

FFF方式においては、ソフトウェアと機械を利用する方法でこのスピード問題に革新的に取り組んでいました。BigrepEssentiumといった企業は、非常に見事な堆積速度を見せていました。Bigrepは、今後リリースされる新しいPro Systemにおいて高速のプリントスピードを紹介していましたが、よく見ると実演に有利なモデルを使用していることに気づきました。新しい会社のEssentiumも、非常に見事な堆積速度を見せるハードウェアとソフトウェアを合体させた方法を紹介していました。Essentiumのエンジニアの1人と話しているうちにも、プリント中の大きなモデルが明らかに進捗しているのに気づきました。他にも、彼らはたった1時間半でプリントした完全な靴のモデルを見せてくれました。私の知るFFF方式のプリンターでは、少なくとも4~8時間は掛かるようなものです。しかしながら、Bigrepとは異なり、Essentiumはまだ商業的な成功を得ておらず、彼らによれば機械も現在開発途中とのことです。

Markforgedも、彼らのMetal XでのFFF方式で見事な展示を見せてくれました。彼らはスピード問題を、高品質の金属パーツを可能にするとてもユーザーフレンドリーで安価な機械により、並列生産と1時間あたりの減価償却費を下げることで解決しようとしています。一方、Desktop Metalはこの分野からは撤退し、未リリースのデスクトップシステムから離れ、材料噴射方式に移行したように見えます。また、Markforgedのブースで造形していたMetal Xのパーツは高品質かつ高速で作成されていました。ブースで実際にグリーン体のメタルパーツを造形していたのを見ましたが、Metal Xシステムのユーザーフレンドリーさに圧巻されました。


formnext 2018レポートPart 2では、パーツサイズの大型化およびその他動向についてお伝えいたします。

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