米国のスタートアップは医療用インプラントの3Dプリントサービスに注力し、完全なプロセスチェーンを構築

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-8-8 10:31 に最後に編集されました。

3D 印刷サービスに関しては、業界では、専門的な印刷サービスとは、単に印刷デバイスをいくつか購入するだけではない、というコンセンサスがあります。これらのサービスプロバイダーが持つ機能は、印刷プロセスそのものを超えています。これらのサービスプロバイダーは、多くの場合、プロセスから印刷、後処理、品質検査まで、あらゆる機能を備えています。さらに、品質システム認証や知的財産特許保護などの一連の柔軟な強みも備えています。アメリカの「若い」3Dプリントサービス企業であるTangible Solutionsは、事業運営を通じて徐々に医療用インプラント製造分野を「確立」し、医療用インプラントの付加製造のための完全なプロセスチェーンを確立することに取り組んでいます。次に、タンジブルソリューションズがインプラント3Dプリント製造サービスを開始する準備について見てみましょう。

事業をスリム化し、医療用インプラントの3Dプリントに注力
Tangible Solutions は、医療用インプラントの付加製造の契約製造業者であり、医療企業に 3D プリントインプラントの小ロット生産、後処理、テストなどのサービスを提供しています。 4年間の開発期間を経て、Tangible Solutionsは米国オハイオ州に25,000平方メートルの工場を設立しました。 Tangible Solutions は、3D プリントインプラントの発売準備を進めている医療企業のクライアントと連携して、付加製造プロセスを開発し、必要な ISO および ASTM 認証を取得し、クラス III 医療機器メーカーとして FDA 登録を申請しています。

設立当初、Tangible の主な事業は、複数の分野の製品に対してラピッドプロトタイピング、モデリング、および関連する 3D 印刷サービスを提供することでした。たとえば、ある顧客はかつて、Tangible Solutions のチームに、電力線で使用するための 3D プリントセンサーを 200 ～ 300 個製造するよう依頼しました。センサーの設計は短期間で反復され、Tangible の 3D プリント小ロット生産サービスにより、従来の射出成形プロセスと比較して、顧客の製造コストと時間が節約されます。

タンジブルソリューションズは、事業の過程で、サービス提供領域を「スリム化」し、医療機器企業への 3D プリントインプラント製造サービスの提供に重点を置くことを決定しました。同社の医療機器製造分野への参入は、医療機器会社向けに 3D プリントされた脊椎インプラントを製造することです。この目標を念頭に、Tangible Solutions は医療機器会社、医師、医療専門家とのビジネス関係を確立しました。当初、Tangible Solutions の経営陣は、3D プリントサービス事業を「縮小」する際に大きなプレッシャーを感じていました。しかし、チームが医療分野に注力して努力した結果、同社は短期間で、対応するニーズと積層造形の経験を持つターゲット顧客を獲得しました。

インプラント印刷のための完全なプロセスチェーンの確立<br /> 資格のある 3D プリント製造サービスプロバイダーは、3D プリントプロセスを深く理解しているだけでなく、積層造形のプロセスチェーン全体を習得している必要があります。この目標を達成するために、Tangible は、印刷材料、設計、印刷装置、後処理技術、印刷部品の検査を網羅する独自の付加製造知識システムを徐々に構築してきました。

Tangible は、ラピッドプロトタイピング用のプラスチック 3D 印刷装置 4 台への以前の投資に加えて、自社施設に Concept Laser Mlab 金属 3D 印刷システム 5 台と M2 金属 3D 印刷システム 1 台を設置しました。さらに、金属3Dプリント製品の後処理用に、三菱MV2400-Sワイヤ放電加工機（EDM）1台とHurco VM10U HSiマシニングセンター2台が設置されました。 2 台の加工センターの主な機能は、インプラント用のねじ穴を加工することであり、このプロセスは金属 3D 印刷装置を補完するものです。 Tangible 社にはバリ取り用の機械が他に 2 台あります。

金属 3D 印刷装置の異なる種類の印刷材料を毎回変更するには多くの時間とコストがかかるため、Tangible は各金属 3D プリンターを 1 つの材料の金属インプラントの製造に集中させることでこの問題を解決しました。たとえば、Mlab 装置はチタンインプラントの印刷専用で、加工センターの 1 つは Mlab 装置で印刷されたインプラントの加工に使用されます。 M2 マシンと別の加工センターは、別の材料のインプラント製品を印刷および処理するために特別に設計されています。

テスト用のサンプルを印刷する
Tangible は、印刷されたサンプルの機械的特性を検査およびテストして、異なる印刷デバイスで作成されたインプラント間の違いや、同じデバイスの印刷ビルドプレート上の異なる場所に配置されたインプラント間の違いを把握します。 Tangible がこの作業を実行する際の目標は、印刷プロセスを可能な限り一貫性のある状態に保ち、3D プリントされたインプラントの品質の安定性を確保することです。

Antarctic Bear は、金属 3D プリントプロセス自体が Tangible のインプラント付加製造プロセス全体の約 60% を占め、次のタスクが作業負荷の残りの 40% を占めていることを知りました。

材料 - Tangible のサービス事業は、3D プリントされたインプラントの製造のみを対象としており、印刷材料や印刷機器の販売は行いません。タンジブルが印刷材料に関して行っていることは、最も費用対効果の高い印刷材料を見つけ、製造プロセス中の印刷材料の不活性を維持し、材料のリサイクル率を向上させることです。

サポート構造の設計 - Tangible の設計サポートサービスは、インプラントの設計を提供することではなく、インプラントの印刷に必要なサポート構造を追加することを指します。このプロセス中、Tangible は、3D プリントされたインプラントの印刷を成功させるために必要なサポート構造を追加する方法と、印刷サポート構造の追加によって生じる後処理の困難さを回避する方法の両方を考慮する必要がありました。たとえば、Tangible はサポート構造を追加してプリントをビルドプレートよりわずかに高くし、パーツをビルドプレートから取り外しやすくします。場合によっては、プリントしたパーツを手動でビルドプレートから取り外すこともできます。

ビルドプレート -上記のサポート構造を追加する方法により、プリントされたパーツの除去中にビルドプレートが徐々に薄くなるのを防ぐことができます。薄くなると、ビルドプレートは粉末床金属 3D プリントプロセスによって生じる変形に耐えられなくなります。

後処理 - Tangible の現在の後処理プロセスは、主にプリントを手動でクリーニングし、その後、手動または EDM 装置を使用してビルドプレートからプリントを除去することです。その後、HIPなどの後処理が行われます。 Tangible は各ステップに標準化されたプロセスを確立しています。

検査 - Tangible では現在、社内でハンドゲージと 3D スキャンを使用した検査を提供しているほか、外部の検査プロバイダーを通じて CT スキャンと放射線スキャンも提供しています。具体的なテスト計画は、顧客の予算と要件に応じて調整されます。上記の取り組みを通じて、タンジブルは積層造形プロセスの一貫性を確保する能力を構築しています。この機能がユーザーに実証されれば、タンジブルは印刷された製品をすべてテストする必要がなくなり、これによって生じる追加の負担を軽減できます。

3Dプリント分野のサービスプロバイダーはそれぞれ独自の特徴と利点を持っていると言えます。特定の業界セグメントに 3D プリントサービスを提供する Tangible Solutions のような企業に加えて、Materials Solutions、Proto Labs、Sintavia、FIT など、世界には多くの有名な 3D プリントサービスプロバイダーもあります。その中でも、ワンストップサービス機能の構築に取り組んでおり、3D プリント、熱間静水圧プレス、鍛造、鋳造、機械加工、品質検査を含む完全なプロセスチェーンを作成するサービスプロバイダーもあれば、自動化ソフトウェアを使用してすべての作業プロセスを管理することに重点を置いているサービスプロバイダーもあります。また、特定の種類の金属 3D プリント技術を深く掘り下げ、この技術、プロセス、材料、品質管理に関する専門的な経験に依存して、製造ユーザーに高性能な部品を提供するサービスプロバイダーもあります。
出典: 3D Science Valley 詳しい情報:
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