ノースイースタン大学の千葉明彦氏：日本には350台以上の産業グレードの3Dプリントシステムが導入されている

第5回世界3Dプリント技術産業会議は、中国3Dプリント技術産業連盟、世界3Dプリント技術産業連盟、南方日報が共催し、仏山市、南海区、大理鎮の政府が後援し、2018年6月17日と18日に仏山市大理で盛大に開催されました。日本の東北大学の千葉明彦教授は、報告の中で金属3Dプリント分野における日本の進歩を紹介しました。以下はスピーチの全文です。

千葉明彦：皆さん、こんにちは。私は東北大学金属材料研究所の千葉明彦です。本日の私の講演の内容は、3D プリンティングによる積層造形、特に電子ビームによる積層造形です。

東北大学は日本の仙台にあります。まず、日本における3Dプリンティングの現在の技術状況を紹介し、次にTRAFAM（未来型積層造形技術研究組合）を含む日本における積層造形の現在の研究開発について紹介します。 TRAFAM は日本のプロジェクトで、中国の 863 プログラムに少し似ており、主に 3D プリンティングや新技術機器、さまざまな材料研究の分野のプロジェクトを対象としています。TRAFAM はどのような役割を果たしていますか?現在の技術開発のレベルはどの程度ですか? また、積層造形にはどのような新しいタイプの研究がありますか?

TRAFAMは未来の付加製造技術研究組合です。現在、日本では多くの企業が3Dプリント装置を開発しています。3Dプリント、特に付加製造に関する研究は1990年代から行われてきました。久釜教授率いるチームをはじめ、ここには多くの企業が参加しています。添加ノズル、焼結ベッド装置、成形技術、光重合技術、材料押し出し技術などを有しており、市場にはこれらが数多く出回っています。

私が注目したいのは、CMETやD-MFCなど数社です。現在、これらの企業は日本国内に350以上のシステムを有しており、これは印象的な数字です。アスペクトは主にプラスチック粉末床溶融結合システムを開発しており、2006年に完成しました。他には、光集束技術を使ったシステムを開発しているローランドやMutuoなどがある。松浦の積層造形システムは、レーザー焼結とフライス盤技術を使用して加工する、2003年に開発されました。その後、2016年には、より大型の600×600MMの統合積層造形システムが発売されました。2014年には、非常に効率的なハイブリッド金属積層造形システムが開発されました。DMG MORIも、LMDと5軸フライス盤を使用したハイブリッド積層造形システムを発売しました。このシステムは2013年に発売され、当時は東京の大規模な展示会で展示されました。ヤマザキは2014年にレーザー溶融法を用いたハイブリッドマルチプロジェクト積層造形システムを立ち上げました。 OKUMAは2016年にハイブリッド積層造形システムを発売しました。

技術開発の現状はどうなっていますか?日本は3Dプリンティング全般に対して非常に楽観的であり、政府と民間の両方で努力が行われています。 3D プリント技術は 2014 年以降急速に普及し、現在では 350 を超える生産システムが市場で稼働していると思います。日本の業界団体もこれを非常に重視しています。日本3Dプリンティング産業協会は2014年に3,650万ドルを投資して、中国の863計画のような大規模な研究プロジェクトである技術研究および積層造形協会（TRAFAM）を設立し、多くのトップ科学者、多数の研究機関、30社以上の営利企業が参加しています。今後、3Dプリンティング技術を中心としたものづくり革命は、射出成形機、ジェットツール、3Dプリンターなど、製造業における革命的な技術を含む研究計画を実行するための研究センターになります。私たちは、これらの革命的な技術が大きな変化をもたらすと信じています。ノースイースタン大学、東芝、三菱重工業、トヨタ、ホンダ、トーヨー、ニコンなど、市場で高い評価を得ている30社以上の企業が参加しており、これらの企業の参加が協会全体の破壊的革新技術の開発に関する研究活動に大きな支援をもたらすものと確信しています。

TRAFAMは金属積層造形に注力します。この革新的な技術は、私たちの研究開発の焦点となります。また、次世代の産業発展を生み出す絶好の機会でもあると信じています。これらすべての金属積層造形は付加価値が高く、日本だけでなく世界の産業発展に多くの革命的な変化をもたらすでしょう。なぜ？ TRAFAM が開発した技術は世界最高水準を満たしているため、複雑な形状の製品を多数加工することができます。 2014年から2018年の5年間はTRAFAM設立後の最初の5年間でした。新しい3Dプリンター機器、添加剤材料、ソフトウェアの開発など、一連のプロジェクトが非常にスムーズに実行され、TRAFAMは日本全体の協力組織になりました。

現在、積層造形の研究開発にはいくつかの特徴があります。
第一の特徴は効率性です。 2013年現在では10倍に増加しています。
2つ目の特徴は、その高い精度です。従来の印刷に比べ、精度が5倍以上向上しました。
3つ目の特徴は、その規模の大きさです。現在の技術状況では、全体の規模は3倍以上に拡大しています。金属のレベルもいろいろあります。1mm以下、つまりミクロンレベルのものでも、非常に精密にできるということがわかっています。タイプ1EB、タイプ2EB、タイプ3EBが作れます。電子ビームやレーザービームも開発しており、これらの光源製品も順次発売されています。左上隅には電子ビームがあり、粉末床の溶融が含まれています。これはテストベンチです。真ん中にも粉末床の溶融があり、主に異なる金属層を対象としています。これは新しいタイプの生産状況です。右上隅も巨大なパウダーベッドフュージョンです。レーザービーム生成システムなど他のタイプもあります。左上の写真は電子ビーム製造システムです。これは粉末床溶融結合方式でもあり、異なる金属層のより小さなモデルを製造できます。私たちが注力している重点技術とは何でしょうか?性能が非常に高く、電子ビームは6000Wで、様々な金属粉末に対応できます。印刷効率は1時間あたり215CC、成形サイズは500mm×500mm×600mmです。

まとめると、2013年の設立以来、日本における添加剤システムの数は2014年から2018年の5年間で飛躍的に増加し、現在では350を超えるシステムが存在することになります。日本企業の意欲が高まるにつれ、ベンチャーキャピタルの投資も増えています。特に日本と米国は緊密に協力していることが知られており、オバマ大統領も新技術の開発に全員が注目すべきだと提言しています。そのため、3Dプリント技術は政府や国民からより多くの支援を受けています。私たちが日本で開発したハイブリッド積層造形システムは、すべて工作機械をベースにしており、非常に先進的です。 TRAFAMは2014年に5台以上の積層造形機を開発しました。これらの機械はすべて高速かつ高精度です。これらは2014年度に開発され、2015年に市場に投入されました。 TRAFAM は、次世代の産業用 3D 印刷機械および装置の開発にも各機関と協力しています。将来的にはさらに自動化される予定です。

股関節の製造における事例をご紹介します。材料の溶解プロセスは非常にスムーズで、プロセス全体にわたって EBM 法を採用して多孔質構造を判定しました。このアプローチは非常に効率的で明確であり、プロセス全体は非常にスムーズでした。複雑な表面多孔質構造も非常にうまく処理できます。そのため、学術研究は積層造形プロセスに多大な貢献をしてきました。例えば、これまでの溶融プロセスはあまりスムーズではありませんでした。可能であれば、すべてをカバーできます。

したがって、3Dプリント技術が医療分野で広く使用されることは間違いありません。毎年発売される医療用インプラントや歯科の需要は非常に大きく、EBMシステムは電子ビーム生産を使用して生産されます。3Dプリント技術は非常に有望であると考えています。

以上です。みなさんありがとうございました！

ノースイースタン大学の千葉明彦氏：日本には350台以上の産業グレードの3Dプリントシステムが導入されている

連続繊維強化複合材が新たなブレークスルーを達成：CCF/PEEK 3Dプリントが高性能複合構造製造の可能性を探る

PCB 3DプリンターメーカーのNano Dimensionがさらに220万ドルの投資を受ける

ファースーンテクノロジーは工業化プロセスを加速し、研究開発と製造本部を14万平方メートルに拡張し、数百の設備を設置する予定です。

卵白がバイオインクになる？ 3Dプリントされた足場の生物学の改善

成連科技は2022年の南京工学研究センターに承認されました

ストラタシス、デンタジェットXL光硬化3Dプリンターを発売、歯科製品の生産性を大幅に向上

安価な 3D プリンターを選択するために知っておくべきことは何ですか?

半分実体、半分影：モトの3Dプリントワイヤーフレーム彫刻

HOKとPikus、ロサンゼルスの山火事で被害を受けた建物の修復にコンクリート3Dプリントを使用

研究者は3Dプリントを使用して、フクロウの羽にヒントを得た超静音タービンブレードを開発

推薦する

光硬化型3Dプリント材料、ユニオンテックとエボニックの共同研究開発ラボが正式にオープン

レニショーが金属3Dプリントインダストリー4.0スマート製造ソリューションを発表、未来の工場はこうなる

金属3Dプリントは自動車の金属部品の表面を修復し、自動車のギアボックスを製造することができる

300 個のプリント部品で Ocado 倉庫ロボットが生まれ変わる

スマート製造サービス企業 Xometry が新社長を迎え、グローバル展開を加速

3Dシステムズ、医療シミュレーション事業を3億500万ドルで売却

Magics 27バージョンがリリースされ、ワークフロー自動化ツールとCO-AMソフトウェアプラットフォームとマシンマネージャーが新しく追加されました

BIGとICONがテキサスに初の3Dプリント住宅をオープン

シリコンカーバイドセラミックスの酸化前表面改質に基づく表面露出3Dプリンティングとin-situ変換技術

シンガポールの3Dプリント会社がTCTでデビュー

スタートアップのAlemki Robotixは3Dプリントを使用してパーソナライズされた背中用ブレースを作成

Forward AMとOECHSLERは、旅を快適に始めるために格子構造の新しいバックパックパッドを開発しました。

3Dプリント受託製造業者エンデバー3DがITAR認証を取得

アンダーアーマーの3Dプリントシューズ素材の供給元

年末までカウントダウン、インドの付加製造展示会へご案内します!