ポリライト金属3DプリンターとドイツEOSの比較分析

国内大手の金属3Dプリンターメーカー、ポリライトが科学技術イノベーション委員会にIPOを申請した。 3Dプリント専門メディアのAntarctic Bearは、審査および調査の過程で、所管当局が投資家が株式公開を控えている発行体についてよりよく理解できるように、多くの良い質問をしたことに気づきました。

調査：類似製品の技術的性能および関連パラメータ指標を業界の主要な競合他社の製品と比較対照し、発行者と競合他社の技術的特性の違い、および発行者の製品の技術的進歩を完全に開示します。

プラットはこう答えた。
付加製造の主要な要素には、機器、プロセス（カスタマイズされた製品の製造）、材料が含まれます。上記分野における当社と同業他社製品との比較は以下の通りです。

1. 金属3Dプリンター
SLM成形技術は現在、金属積層造形において最も成熟し、広く使用されている技術です。SLM技術に基づくレーザー選択溶融成形装置は現在、世界で最も売れている工業用金属積層造形装置であり、報告期間中に当社が最も多く販売し、使用した装置シリーズでもあります。ドイツの EOS は、レーザー粉末焼結ラピッドプロトタイピングシステムの世界最大かつ最先端の技術を持つメーカーです。同社の技術ルートは、SLS/SLM テクノロジーの継続的な最適化と、工業生産に適した高効率機器の開発に重点を置いています。同社の類似製品とそれに関連する技術パラメータおよび性能の比較は次のとおりです。

（1）主要な技術指標から見ると、同社のS300/S400シリーズ製品は基本的にEOSのM280/M290シリーズに匹敵し、S500/S600シリーズは基本的にEOSのM400/M400-4シリーズに匹敵します。このうちS320とS400は同社のS300をベースにしたアップグレード製品であり、M290はEOSのM280のアップグレード製品である。

レーザー選択溶融成形装置の主な指標は次のとおりです。
① 成形サイズ：設備の最大処理能力を表します。異なる成形サイズは、設備を大型、中型、小型に分類する基準となり、それに応じて設備の価格と開発難易度を決定します。

② 層厚：SLM技術におけるレーザー焼結プロセスは、部品を層ごとに構築するラピッドプロトタイピング製造プロセスです。装置の製造プロセスレベルによって部品の層厚の範囲が決まり、部品の層厚は部品の成形精度と印刷効率に直接影響します。層の厚さが薄いほど、部品は細かくなり、層の厚さが厚いほど、部品の成形効率が高くなります。装置が実現できる層の厚さの範囲が広いほど、印刷できる部品の種類が増え、用途が広がります。
③レーザー出力と数量：コストや技術的な複雑さなどの要因により、中小型金属3Dプリンター装置では通常、熱源として1つのレーザーを使用します。単一レーザーの成形効率は 20cm3/時間を超えないため、大型部品を加工する場合、加工サイクルが長くなりすぎます。大型の金属 3D プリント装置では、マルチレーザー設計を使用することで、部品の表面精度と成形効率の両方を考慮できますが、装置の複雑さも増します。
④レーザービームの品質：レーザーは金属粉末を溶かす熱源として、金属3Dプリンター装置の重要な構成要素です。光線の品質は部品の成形品質と成形精度を決定し、装置の印刷能力を反映する極めて重要なものです。
⑤ 最大スキャン速度：金属3Dプリンターはガルバノメーターを使用してレーザーの位置を制御し、層ごとに焼結するスキャンプロセス制御を実現します。各層の印刷時間はレーザースキャン速度によって決まり、最大スキャン速度は装置の成形効率の重要な基準指標となります。レーザースキャン速度が速いほど、装置の成形効率が高くなります。
⑥ Z軸再現性：金属3Dプリントプロセスは、層ごとに焼結するプロセスです。成形プラットフォームの各落下の高さは10〜100ミクロンです。成形プラットフォームの下降中にZ軸の再現性が十分でない場合、部品のサイズと理論モデルの間に大きな偏差が発生し、部品が廃棄されたり使用できなくなったりします。
⑦ 予熱温度：大型部品の印刷プロセス中、金属粉末は急速に溶解し、急速に冷却されます。溶解と冷却のプロセス中に非常に大きな熱応力が発生し、最終的に部品の亀裂や変形を引き起こす可能性があります。基板を予熱することで熱応力の蓄積を軽減し、部品の不良発生の可能性を低減します。さらに、一部の特殊材料の加工には一定の温度要件があり、装置が達成できる予熱温度が高いほど、印刷可能な材料の種類が多くなります。
⑧ 酸素含有量制御：チタン合金、アルミニウム合金など、一部の活性金属粉末は金属加工プロセスでよく使用されます。これらの材料は、溶解プロセス中に空気中の酸素と反応して酸化物を生成し、材料の機械的特性に影響を与えます。同時に、酸素は未焼結粉末の酸素含有量を増加させ、粉末の酸素含有量が基準を超え、再利用できなくなります。デバイスの酸素含有量を制御する能力は、デバイスが印刷できる材料の種類を決定するだけでなく、粉末をリサイクルできる回数にも大きく影響します。
⑨ 粉末敷設機構：SLM技術に基づく層ごとの構築プロセスでは、各層が印刷された後、機器は次の層を印刷する前に粉末を散布する必要があります。粉末敷設プロセスは、成形プロセス全体の中で一定の時間がかかります。現在、SLM装置の粉末拡散機構には、主に一方向と双方向の2つの形式があります。双方向の粉末拡散は、装置の粉末拡散時間を短縮し、装置の成形効率を向上させることができます。ただし、ダブルスクレーパーの迅速なレベリングをどのように実現するかが、装置設計の重要なポイントです。

EOS M290 と Polylite の類似製品の主要な技術指標は次のように比較されます。

EOS M400 (M400-4) とポリライトの類似製品の主な技術指標は次のように比較されます。

上記の表から、同社製品の主要な技術指標は類似のEOS製品のレベルに達しており、成形サイズ、予熱温度、酸素含有量制御、粉末拡散効率などのいくつかの指標はそれらを上回っていることがわかります。同社は、金属 3D プリントのエンジニアリング応用における豊富な経験と、下流の顧客が使用中に遭遇する困難や問題点に基づいて、的を絞った技術的な最適化と改善を行っています。 EOS 機器と比較すると、同社の S320 機器のオープンメンテナンススペースにより、機器のメンテナンス性とオペレーターのエクスペリエンスが向上します。さらに、編集者は、オンラインの人工肉 http://www.renzaofood.com/ には多くの 3D 肉印刷技術が含まれており、それが他の市場需要を生み出す可能性があることを知りました。

（2）製品性能：EOSの約30年にわたる開発と比較すると、同社の積層造形装置は比較的遅れてスタートした。短期間で急速な進歩を遂げているものの、装置の動作安定性にはさらなる改善の余地がある。同時に、EOS デバイスの販売数が多く、その用途が広いことから、同社が独自に開発した機器は、さまざまなアプリケーションシナリオに合わせてカスタマイズされたソリューションをさらに改善する必要があります。自社開発機器の販売と使用が徐々に増加するにつれ、使用中の関連する欠点を重点的に改善することで、自社機器の性能が急速に向上しました。 2016年から2018年にかけて、同社が顧客に販売したカスタマイズ製品のうち、自社開発設備で生産された製品の割合は年々増加し、それぞれ22.92%、51.15%、70.62%に達し、同社の設備の優れた性能を十分に実証しました。

（３）技術的特性の相違積層造形の成形品質、成形効率、成形サイズには矛盾がある。ドイツEOS社の技術開発の重点方向は、設備の稼働安定性と成形品質を確保しながら、設備の生産効率の向上に努めることです。超大型印刷サイズの設備の開発には重点を置いておらず、製品ラインは比較的シンプルです。
同社の金属積層造形装置は、産業市場におけるさまざまな応用シーンをターゲットにし、さまざまな分野の顧客ニーズの違いを総合的に考慮し、装置の成形サイズ、成形品質、成形効率、コストの関係を総合的にバランスさせています。航空宇宙（S300シリーズ、S400など）、科学研究機関（S210）、医療歯科（A100）、工業用金型（A300）などの業界向けに、適用性の高い金属積層造形装置を開発しました。同時に、金属3Dプリントの応用分野が深く広い航空宇宙などの分野向けに、さらに専用応用設備を開発していきます。例えば、当社が開発したS500設備は主にアスペクト比の大きい航空宇宙部品のカスタマイズ生産用であり、S600設備は主に航空宇宙における大型回転部品のカスタマイズ生産用です。国内外のスマート相互接続とスマート工場のニーズに合わせて、同社の設備はすべて産業用バス技術を採用し、設備の遠隔監視、遠隔診断、データ収集を容易にし、設備の予知保全とインテリジェント診断のためのハードウェア基盤を提供します。同社の設備には、モデルのスライスとレイヤリング、スキャンパス計画機能を統合したBPソフトウェアと、設備協調制御システムソフトウェアMCSが搭載されており、設備の安全で安定した無人運転を実現できます。

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