地球規模で考え、地域規模で行動：HP 3D プリンティングが iOrthotics の製品開発を支援

「iOrthotics はオーストラリア全土および世界中の足病医向けにカスタム足矯正器具を製造しています」と、iOrthotics の創設者兼マネージングディレクターのディーンハートリーは述べています。「当社のビジネスモデルはイノベーションに基づいています。当社は、より多くのお客様のために、より優れた、よりスケーラブルなソリューションを生み出すことを目標に、材料、ソフトウェア、ハードウェア、設計プロセスの最前線に立っています。」

iOrthotics は 2009 年に設立され、オーストラリアのクイーンズランド州マッカイに拠点を置き、足病医向けのカスタム矯正器具を専門としています。同社のデジタル製造プロセスにより、足治療クリニックとその顧客に独自のメリットをもたらすカスタム矯正ソリューションを作成できます。

オーストラリアでは、人々はイノベーションとテクノロジーを非常に重視しています。 2015年、オーストラリア政府はオーストラリア産業の発展を刺激するために11億豪ドルのイノベーションインセンティブパッケージを発表しました。同国の国家イノベーション研究計画は、事業開発を促進し、地元の雇用を創出し、世界的な勝利を収めるための優れたアイデアを刺激することにも力を入れている。

iOrthotics はこのインセンティブを受け入れ、研究開発に数十万ドルを投資するとともに、クイーンズランド大学と協力してカスタム矯正ソリューションを開発しています。

すべての関係者の共同の努力により、iOrthotics は急速に成長し、地域経済の発展に大きく貢献しています。海外生産を行っている他のメーカーとは異なり、iOrthotics は地元の雇用創出を推進するとともに、オーストラリア経済に切望されている刺激も提供しています。

課題足矯正器具の専門家であるイアン・グッドチャイルド氏は、「どんな矯正器具でも、足をサポートし、矯正し、機能を改善することが目的です。石膏を使った従来の製作方法は、不正確で扱いにくいものでした。矯正器具を装着できないこともよくあります。ですから、もっと良い解決策が必要です」と語った。

伝統的な整形外科技術は型を作ることから始まります。通常、患者の足を石膏で包むことになります。これは患者に不快感を与えるだけでなく、恐怖も引き起こします。また、鋳型は通常、重量のない状態で鋳造されるため、不正確です。さらに、足治療医は石膏型を鋳造するための専用の「ウェットルーム」を用意する必要があります。

画像提供：iOthortics 鋳型が鋳造されると、減法製造法が装具の製造に使用されます。装具は、CNC ルーターを使用して加工するか、熱成形プラスチック鋳造を使用して加工します。どちらの方法も熟練した職人と広範囲にわたる仕上げを必要とします。このプロセスは時間がかかり、満足のいく結果が得られるまでに通常は複数回の調整が必要になります。

さらに、フライス盤や研削盤など、従来の製造で使用される機器は多くのスペースを占有します。おそらく最も重要なのは、減算型製造プロセスも非常に無駄が多いということです。重さわずか100グラムの装具一組を作るのに、通常は1.5kgの材料が必要です。

解決
ハートリー氏は次のように語っています。「急成長を遂げている企業として、市場の需要に応えるために製造プロセスを革新する必要がありました。減法的な製造プロセスを使い続けるのは現実的ではなく、1日に製造できるプラスチック製デバイスは30個程度でした。3Dスキャンと3Dプリントにより、装具の品質を向上させると同時に、生産量を拡大し、従来の方法で発生する廃棄物を削減する機会が得られました。」

1. 3Dスキャンデジタルソリューションを作成するための最初のステップは、3D スキャンを可能にすることでした。これにより、石膏の型が不要になりました。

最近の技術の進歩により、iOrthotics とその足治療医の顧客は、従来の型の課題を回避し、より正確な測定を実現する 3D スキャンソリューションを実装できるようになりました。さらに、この新しい技術はより持ち運びやすく、より自然な状態で足を測定できます。

2. カスタマイズされたソフトウェア iOrthotics チームには、3D スキャンに加えて、スキャンデータをキャプチャして 3D プリント可能な CAD ファイルに変換する方法も必要でした。彼らは、印刷可能な矯正器具の設計に関わる作業の多くを自動化するカスタムソフトウェアを開発しました。

3. 3Dプリントソリューション最後に、彼らは、強度と耐久性の要件を満たし、経済的にも実現可能な 3D プリントソリューションを必要としていました。

HP Jet Fusion 3D 4200 印刷ソリューション
iOrthotics は HP の Multi Jet Fusion テクノロジーを調査し、使用されている材料と製品の品質が他の方法よりも優れていることを発見しました。さらに、この装置は従来の製造装置に比べて占有スペースがはるかに少なく、より効率的に稼働できることもわかりました。さらに、生産速度が速いため、ビジネスの成長のニーズに十分対応できます。

HP Jet Fusion 4200 3D 急速冷却処理ステーション

2017 年後半、iOrthotics はオーストラリアで HP Jet Fusion 3D 4200 印刷ソリューションを購入した最初の商業顧客になりました。設備が整ったことで、カスタム矯正器具の製造プロセスをデジタル化するために必要なツールがすべて揃いました。

結果
「デジタルワークフローでは、手順がはるかに少なくなります」と、iOrthotics の技術開発マネージャーである Thomas Leahy 氏は言います。「足病医からスキャンを受け取り、それをカスタムソフトウェアに読み込み、3D プリントして、洗浄し、コーピングを接着して、作業を開始します。従来の矯正器具の製造方法では、最初から最後まで最大 2 週間かかることがあります。通常、スキャンから出荷まで 3 ～ 5 日で完了します。」

HP Jet Fusion 3D 印刷ソリューションの優れた生産性のおかげで、iOrthotics の生産量は 1 日あたり 30 個から 1 日あたり約 90 個へと 3 倍に増加しました。需要が増加すると、生産量をさらに増やすことができます。さらに、新しいデジタルワークフローはより自動化され、労働集約性が低いため、iOrthotics は必要な場所に追加の生産拠点を開設することができ、国内外を問わず、事実上あらゆる需要に対応できるよう事業を拡大することができます。

製品の品質も大幅に向上しました。材料の観点から見ると、iOrthotics とクイーンズランド大学が実施した広範な研究とテストにより、HP Multi Jet Fusion 3D 印刷技術を使用して製造された装具は、従来のポリプロピレン製フライス加工で製造された装具よりも 40 ～ 60% 強度が高いことが示されました。

積層造形がもたらす設計の自由度も非常に重要です。 iOrthotics は、より柔軟で快適な製品を製造しています。これは、製品のエンドユーザーにとって非常に好ましい結果をもたらしました。

各装具をカスタマイズできることは、足治療医にとっても非常に有益です。 iOrthotics は、クリニック向けに各装具に自社ブランドをつけてカスタマイズし、ビジネスのマーケティングや顧客との長期的な関係構築を支援します。

「HP Multi Jet Fusion 3D 印刷技術により、大量カスタマイズが可能になります。部品を大量カスタマイズできる機能は、技術に革命を起こしています」とハートリー氏は語ります。「第 4 次産業革命によりすべての業界が変革しますが、製造業ほど劇的な変化はないでしょう。iOrthotics は、この技術革命に適応するために前向きな変化を遂げてきました。」

iOrthotics の顧客、そして世界中の誰もが、廃棄物、コスト、環境への影響を削減する付加製造の恩恵を受けることができます。矯正器具業界では、減法製造技術により、完成品の製造に必要な材料の 90% 以上が廃棄されることがよくあります。 HP Jet Fusion 3D 印刷ソリューションでは廃棄された材料を再利用できるため、iOrthotics は廃棄される材料はごくわずかであると見積もっています。

iOrthotics によって達成された結果は驚くべきものです。 HP Multi Jet Fusion 3D 印刷テクノロジーにより、より軽量で、より強く、より精密な製品を作成し、患者の痛みを軽減することができます。同時に、彼らはより多くの人々がより早く、より安価に治療を受けられるようにする、スケーラブルなビジネスモデルを開拓しています。

しかし、iOrthotics が開発したビジネスモデルも、「グローバルに考え、ローカルに行動する」というコンセプトに従っています。彼らの国内生産能力は地域経済に直接利益をもたらし、プロセスの持続可能性は廃棄物を削減し、世界全体に良い影響を与えます。 HP 3D プリンティングの詳細については、hp.com/go/3dprint をご覧ください。

業種: カスタム矯正器具
目的<br /> 最高の材料、ソフトウェア、ハードウェア、設計プロセスを活用して、デジタルで付加的に製造された矯正器具を作成します。

方法<br /> HP Multi Jet Fusion 3D 印刷テクノロジーが、他の製造プロセスよりも強度が高く、軽量で、高品質なカスタム矯正器具を開発できるかどうかを判断します。 HP テクノロジーは、より高速で、より安価で、より持続可能なデジタルワークフローに統合され、iOrthotics がオンデマンドでカスタム矯正器具を製造できるようになります。

テクノロジー
HP マルチジェットフュージョンテクノロジー
HP Jet Fusion 3Dプリンティングソリューション仏山のHP 3Dプリンティング量産センター出典: HP

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