3Dプリントを製造プロセスに統合するための5つのステップ

3D プリントサービスに携わる者として、最終的な 3D プリント部品にたどり着くまでには、多くの試行錯誤が必要になることが多いとわかっています。このプロセスを完璧にすることは、特に主流の製造業においては、試験運用に費やす時間がほとんどなく、エラーの余地が限られているため、非常に重要です。

△中国中航商用飛機公司による積層造形マイクロターボジェットエンジン部品の展示（完成品状態）
3D プリンティングは、新製品導入 (NPI) サイクルを短縮し、市場投入までの時間を短縮するための重要なツールとなっています。歯科および医療市場は早期導入の恩恵を受けていますが、他のほとんどの分野では、小ロット生産のための 3D プリントを検討し始めたばかりです。 3D プリントを実行可能な生産ソリューションとして最大限に活用するには、企業はリスクを軽減するためのベストプラクティスを採用し、設計から納品まで厳格な製造を適用する必要があります。

ここでは 5 つのステップがあります。
ステップ 1: 適切なプロジェクトを特定し、「ペーパーウェイト」や「ラビットホール」を回避します。
最初のステップでは、解決しようとしているビジネス上の問題に関して、経営陣、エンジニアリング、運用、サプライチェーンの各チームが連携する必要があります。これらのチームの総合的な意見が、3D プリントプロジェクトの成功または失敗を決定するからです。合意が得られなければ、最終的には代償を払うことになるでしょう。

「複雑さは無料」という罠を避けることも重要です。 3D プリントは設計の自由度を高めますが、複雑な製品設計を作成するための最適なソリューションであるとは限りません。まず適切なプロジェクトを特定し、3D プリントの理想的な部品と最適なビジネスケースを提示します。

△写真は中国航天科技集団の付加製造部門より
Jabil は最近、高度な 3D 印刷技術を使用して、産業顧客がトラックのボンネット下の空気ダクトを製造するのを支援しました。コンポーネントは少量で済み、材料と美観は簡単にサポートでき、経済的にも合理的です。最終的に、このプロジェクトの成功は 3D プリンティングへの素晴らしい入り口となり、その後の機会に対する関心と分析を生み出しました。

ステップ 2: 「実際のコスト」の影響を理解するためのビジネスケースを作成します。
ビジネスケースを構築するには、単位あたりの価格だけでなく、3D プリントを製造プロセスに統合するための総コストを含む経済性の分析が必要です。実際のコストには、床面積、光熱費、減価償却費、メンテナンス、検査、梱包、配送などが含まれます。このリストは、製造現場以外のチームメンバーによって常に見落とされています。
3D プリントと従来の製造方法のコスト比較では、リードタイムの短縮や在庫の削減など、すべての変数を判断するための慎重な分析が必要です。いくつかの変数は研究開発に影響し、他の変数はサプライチェーンに影響します。したがって、品質、コスト、リスクを主な決定要因として考慮し、あらゆる側面を考慮することが非常に重要です。

ステップ 3: 3DP の取り組みにおいてコマーシャルチームとサプライチェーンチームをリードする<br /> ほとんどのグローバル製造ソリューションプロバイダーには、生産および製造ライフサイクルのあらゆる段階でリスクを軽減する意欲のあるビジネスオペレーションチームとサプライチェーンの専門家がいます。サプライチェーンのリスクは品質やコストに関連することが多いですが、それだけではありません。 1 セントのボルトでも、それが単一ソースから入手でき、容易に入手できない場合は、会社の製品に数千ドルのリスクをもたらす可能性があります。
調達には大きなリスクが伴うため、リスクを軽減するために複数の 3D プリント技術またはソリューションを検討する価値があります。リスクを軽減するもう 1 つの方法は、3D プリントの成功に関する初期の経験を蓄積した信頼できる製造パートナーと協力することです。

△写真は中国航空エンジン株式会社の付加製造から。しかし、営業チームと供給チームは、投資リスクを軽減し、需要に応える条件を整える機会を見つけなければなりません。これらの重要な要素を位置付けてより多くのビジネスを獲得することで、企業は 3D プリントのチャンピオンとなり、最終的には 3D プリント技術のより広範な導入への道が開かれます。

ステップ 4: 製造に申請し、毎日、あらゆる段階で申請します。
世界クラスのブランドは、製造パートナーに最高の成果を期待しています。従来の製造方法を使用する場合でも、付加製造を使用する場合でも、品質が最も重要です。材料、プロセス、機械 (MPM) の広範な認定と検証、および完全なサプライチェーンの統合は、あらゆる製造業者が 3D 印刷技術をソリューションポートフォリオに追加するための参入コストです。
製造業者は、長期にわたって一貫した部品の品質と機械的完全性を確保するために、厳格な製造基準に重点を置き、それを適用することが求められており、従来の製造と区別がつかないものとなっています。サプライヤーの資格は広範囲に及ぶ可能性があり、厳格な基準と監査要件が含まれることに注意することが重要です。たとえば、Jabil は最近、パッケージ検査、QA/QC、MPM 認定、密閉クリーンルーム、完全な監査証跡、再処理、パッケージ滅菌、リサイクルなど、厳しい要件を持つ医療用インプラントの大手メーカーと協力しました。
高度なプロセスエンジニアリングにより、プロセスの再現性と全体的なマシン使用率が保証されます。これは、特定のプロセスと設計の重要性/コストの両方に関して、積層造形向け設計 (DfAM) を実現する上で非常に重要です。当初、企業は DfAM を実装する際に、設計を過度に複雑にし、付加価値を設計する際に経済モデルに影響を与えないように注意する必要があります。

ステップ 5: 教育、コミュニケーション、アトラクションのコンポーネント。
3D プリンティングの推進力を高めるには、マイルストーンを示し、初期の成功事例を共有して、顧客がその可能性を思い描けるようにすることが重要です。さらに、3D プリントエコシステムの主要メンバーとのオープンなコミュニケーションは、3D プリント業界全体の発展を推進するために不可欠です。
全体的な目標は進捗状況を伝えることであることを忘れないでください。適切なタイミングで適切なユーザーにアプローチすることが重要です。そのため、製品開発プロセスの早い段階で設計エンジニアを採用することが重要です。そのためには、企業は設計エンジニアがその価値を理解し、3D プリントを導入するためのあらゆる方法を特定できるようにする必要があります。
以下にそのいくつかを挙げます。

製品の機能強化 - エンジンの熱伝達の向上など、パフォーマンスが向上します。
複数の部品を 1 つの部品に組み合わせる部品統合によりコストを節約できます。たとえば、ゼネラル・エレクトリックの 3D プリント燃料ノズルでは、約 20 個の部品が 1 つに統合されています。
軽量化 - 付加的な設計手法を適用してコンポーネントの重量を削減し、宇宙に投入される衛星の重量を軽減するためのトポロジー最適化。
材料などのコストを削減し、ツールのコストを排除します。構造設計とプロトタイプ作成に同じ製造方法を使用します。
スケジュールを加速し、市場投入までの時間を短縮します。従来のプロトタイピングに加え、自動化プロセスの開発を加速し、従来の大量生産デバイスと材料を提供します。

新しいビジネスモデルには、パーソナライゼーション/カスタマイズ、少量多品種、単価、分散型製造/ローカルツーローカルなどがあります。
ほとんどの企業にとって、3D プリントの旅はまだ始まったばかりです。実用的なアプローチとベストプラクティスに従うことで、早期導入者は 3D プリントを主流の製造業に導入する際のギャップを埋めることができます。ビル・ゲイツの知恵を借りると、私たちは1年で達成できることを過大評価し、10年で達成できることを過小評価する傾向があります。導入のペースはまだ不明ですが、3D プリンティングが製造業の将来に消えない影響を与えることは間違いありません。

出典: 3D Tiger 詳しい情報:
完全に積層造形されたマイクロターボジェットエンジンがShangfa社で製造されました

3Dプリントを製造プロセスに統合するための5つのステップ

GE ミュンヘン 3D プリンティングユーザーエクスペリエンスセンター: 自動車業界向けの戦略的なレイアウト?

GUCCI は SLS 技術を使用して限定版スポーツシューズ Cub3d を印刷します。世界で 20 足のみ入手可能で、まもなく発売されます。

3Dプリンティングの産業化プロセスが加速し、産業用途が盛んになっている

サンディテクノロジーは、AMIMT 2023国際先端材料および成形インテリジェント製造技術会議への参加を招待されました。

ATHOSはHP Multi Jet Fusionテクノロジーを使用して、完璧にフィットするハイキングシューズを開発しました。

ヘキサゴンはデジタルツイン技術を使用して仮想工場を構築し、3Dプリントの「クラウド生産」を実現します

「超装備」インタビュー | 呂炳衡院士：夢を持つことは一種の幸福である

3Dプリントは輸送業界の二酸化炭素排出量の削減に役立ちます。オーストラリアの素材会社は航空業界の二酸化炭素排出量を年間2億2500万トン削減すると期待されています。

BCN3DとcolorFabbが提携し、マルチカラー、マルチマテリアル3Dプリントの開発を推進

3D プリントで時代の痕跡を保存し、文化遺産を復元しましょう!

推薦する

文化財や美術品の高解像度3Dスキャンファイルを多数掲載しており、無料でダウンロードできます。

電気化学における循環型経済: コーヒーのパッケージをリサイクルして電気分析センサー用の 3D プリントフィラメントを作成する

UTSA は米国国防総省から軍事防衛 3D プリントの信頼性向上のための助成金を受領

「先端材料」メルボルン工科大学 3Dプリントされたチタンベースのメタマテリアル

Chuangxiang 3DのAo Danjun氏：AIとIoT技術を統合することで、3Dプリントはよりインテリジェントでプロフェッショナルになります

3Dプリント+モデリングソフトウェアコース、革新的な教育方法の新しいトレンド

2022 Ansys グローバルシミュレーションカンファレンスの論文とケーススタディ

オートデスク35周年記念式典で3Dプリントが輝く

90 社以上の出展者、5 つの並行フォーラム、2020 IAME 国際 3D プリンティングエキスポおよびサミットフォーラム

永岡グループは3Dプリント技術を使って廃棄物を宝物に変え、鉄鋼スラグでトイレを建設する

3Dプリント工場における粉末後処理の問題を解決するために、浙江Tuoboはモジュール式で体系的なソリューションを立ち上げました。

TRUMPFは、中国市場からの大きな貢献により、2020/21年度の受注額が18%増加すると予想しています。

新しい積層造形ソリューションが登場、印刷速度が10倍に向上

ホライゾン・エアクラフトの垂直離着陸機の試作機が780個以上の3Dプリント部品で飛行に成功

3D Systems、新素材を搭載した新型 ProJet MJP 3600 および MJP 5500X マルチジェット 3D プリンターを発売