生産に向けて - 大規模生産サービスプロバイダーであるProto Labsから見た3Dプリント技術の開発動向

Proto Labs は、米国における大規模試作および小ロット生産サービスプロバイダーです。 Proto Labs は、光重合、粉末ベッド、材料噴射などのさまざまな 3D 印刷プロセスを通じて、製造ユーザーに 3D 印刷サービスを提供しています。同社は、3D 印刷技術の応用において豊富な経験を蓄積しています。 Antarctic BearはProto Labsの2017年第3四半期の財務報告を解釈しています。第3四半期の総収入は8,810万元（約5億8,500万人民元）で、2016年同期の7,817万元より12.7%増加しました。そのうち、3Dプリント部門の売上高は1110万元（約7373万元）だった。
Proto Labs は、長年にわたる 3D プリント技術の応用の過程で、3D プリント技術の発展を目の当たりにしてきました。彼らは、3D プリント技術の明らかな応用傾向は、試作から生産までであることを発見しました。 Proto Labs 3D プリント事業のプロダクトマネージャーである Greg Thompson 氏は、日々の業務で蓄積された経験に基づいて、3D プリント技術の価値、応用、開発動向に関するいくつかの見解をまとめました。

Proto Labs は、3D 印刷装置、CNC 装置、射出成形技術を通じて、ワンストップのラピッドプロトタイピングおよび小ロット生産サービスを提供します。現在、Proto Labs がサポートしているアプリケーションのほとんどはプロトタイピングです。しかし、3Dプリント技術の発展と応用経験の蓄積により、プロトラボは、生産および端末部品製造における3Dプリント技術の応用割合が徐々に増加していることを発見しました。
現在、生産における付加製造の応用をリードする業界は、主に航空宇宙産業と医療産業です。しかし、製造業の顧客にサービスを提供する中で、Proto Labs は、3D プリント技術が消費者向け製品から産業機器製造まで、さまざまな業界から注目を集めていることを発見しました。これらの分野では、ほとんどのエンジニアやプロジェクトマネージャーが、製品の設計と製造の選択肢として、少なくとも積層造形技術を検討しています。

画像提供: Proto Labs
3D プリント技術と端末部品または製品生産の最も成功する組み合わせは、3D プリントを使用して新しいデザインを模索したり、従来の方法では実現不可能な製品の反復サイクルを短縮したりすることです。最も一般的な設計目標の 1 つは、部品を設計するときにコンポーネントの数を減らし、それを 1 つの統合部品として印刷することです。
市場調査によると、この点に関して、航空宇宙メーカーは、GE LEAP航空機エンジンの積層造形燃料ノズルや、Bus Defense and Aerospaceによる設計最適化イノベーションによる積層造形RFフィルターなど、いくつかの典型的なアプリケーションを開発しています。 3D プリント RF フィルターを例にとると、これまでの RF フィルターは従来の標準化された要素に従って設計され、コンポーネントの形状と接続はフライス加工や放電加工などの一般的な製造プロセスによって決定されていました。次に、フィルターの空洞を機械加工して、2 つの部品を固定する必要があります。当然、これは重くなり、組み立て作業が増え、生産時間も長くなり、追加の品質評価が必要になります。 3D プリントによる統合設計により、フィルターのコンポーネントを固定するための留め具が不要になり、部品の数が実際に削減されます。直接金属印刷では、部品の外側の輪郭が内側の輪郭に近くなるという追加の利点もあります。組み立てと後処理の時間が短縮されるため、コストと生産時間の利点が得られます。
3D プリント技術が、ユーザーが新しいデザインを模索するのをサポートするという利点は、製品設計者が複雑な幾何学的形状やバイオニック構造を持つ 3D プリント部品を設計し、格子構造を使用して軽量部品を実現するなど、部品の設計を最適化することで部品の性能を向上できるという事実にも反映されています。この種の特殊なデザインの場合、3D プリント技術が最適な製造ソリューションです。
もちろん、3D プリント技術を生産に統合することは、3D プリント技術の応用価値を探求するという観点からだけでは十分ではありません。3D プリント技術を提供する企業と製造業界のユーザーの両方が、3D プリント技術が生産に向かうのを妨げる障害を解決する必要があります。前者については、Proto Labs の 3D プリント顧客が積層造形プロセス全体を完全に検証しています。このプロセスで、顧客は 3D プリントの速度、一貫性、信頼性を理解し、習得します。特に、最終生産で使用される 3D プリント部品についてです。顧客はこれらの観点から部品を完全に検証する必要があります。
3D プリント技術のコストと価値に関して、Proto Labs は、製造業のユーザーが、通常は 3D プリント技術の役割を果たさない既存の製造技術を 3D プリント技術に単純に置き換えるのではなく、3D プリント技術を通じて設計と製造プロセスを変更することを検討することを推奨しています。ビジネスユーザーが製造プロセスや部品設計の変更を考慮せずに 3D プリント技術を生産に導入することを検討すると、これらのイノベーションによってもたらされる全体的な製造コストの削減と付加価値のメリットを逃すことになります。
3Dプリント材料と設備の進歩、3Dプリント関連の後処理技術の自動化レベルの向上、GEやHPなどの大企業による積層造形分野への投資により、企業が生産現場で3Dプリント技術を適用するコストは徐々に低下するでしょう。
出典: 3D Science Valley 詳しい情報: Proto Labs の第3四半期財務報告: 総収益は約6億ドル、3Dプリントは7000万台を超え、12.7%増加

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