3Dプリンティングに対する新たな姿勢: マルチユニット積層造形プラットフォームに関する考察

著者: 李剛
2017年5月10日、ストラタシスはクラウドプラットフォームによって集中管理・駆動されるマルチユニット積層造形プラットフォームを発表しました。このプラットフォームの位置づけを非常に正確に表しているのがストラタシス・コンティニュアス・ビルド3Dデモンストレーターで、部品の連続生産向けに設計されています。

△ストラタシス Continuous Build 3D Demonstrator マルチユニット積層造形プラットフォーム
このプラットフォームの設計と構想は、デスクトップ 3D プリンターで作業する同僚に言葉では言い表せない感覚を与えます。これは、Stratasys が 3D 印刷業界とユーザーのニーズに対する深い理解に基づいて立ち上げたソリューションに対する評価であると言えます。
△デスクトップアレイはマニピュレータを使用してモデル設計を取得します
このプラットフォームを見たときの私の最初の反応は、これは MakerBot のようなデスクトップマシンをアレイに統合しただけではないのか、ということでした。ビデオを注意深く見てみると、それが完全に真実ではないことが分かりました。
△ Stratasys Fortusシリーズ産業機械：生産・加工用
まず、このプラットフォームは連続生産を重視しています。連続生産を実現するために、プラットフォーム自体には、印刷後のモデルの自動除去など、いくつかの自動化された補助機能が必要です。その解決策は、使い捨ての柔軟で切断可能なベースプレートを使用することです。印刷後、切断され、外部のモデルフレームに自動的に輸送されます。この設計は黒のテクノロジーではありませんが、非常に実用的です。
このベースプレートは、今のところMakerBotデバイスでは使用できません。まず、ベースプレート自体は消耗品です。そのデザインは、Stratasysの生産レベルのFortusシリーズ製品から派生したものです。このベースプレート自体は、生産レベルの機器の遺伝子を持っています。第二に、このプラットフォームは、単一のデスクトップ3Dプリンターの一部の冗長構造を簡素化し、生産ユニットのグループは、複数のデスクトップマシンの処理効率を備えています。第三に、このプラットフォームのプリントヘッドは特別に設計されており、その配置により、安定性と連続印刷機能が向上していることがわかります。 4番目に、このプラットフォームの具体的なワークフローは中国ではまだ見られないため、作業タスクのキューイングと管理もこのプラットフォームの制御リンクの重要なポイントです。
そのため、製品の位置付けやデザインの観点から見ると、このプラットフォームは新しいコンセプトの実現であると言えます。しかし、技術的な備蓄と蓄積から判断すると、StratasysがMakerBotを買収した後、Makerbotのソフトウェア管理システムにはすでに分散印刷と管理の機能がありますが、まだ学校や個人のデザイナー向けに位置付けられています。そこで、FDMを生産現場でより価値あるものにするために、この連続印刷システムプラットフォームが生まれたのではないかと私は推測しています。
世界のトップブランドとして、こうしたプラットフォーム製品を発売するのは当然だ。では、もう一つ仮定を置こう。デスクトッププリンター1台をアレイ構造にして、ドライバーや管理ソフトで集中管理すれば、同様の機能や用途を実現できるのだろうか。

△統合制御を実現することは難しくない
ハードウェア自体とソフトウェア制御システムの観点から見ると、国内のuC3DPの管理および制御システムのように、基本的に大きな困難はありません。ただし、重要な核心は材料です。部品は小ロットで生産されるため、部品自体は材料の特性に対してより高い要件を持ちます。Stratasysの産業グレードのFDMおよびF123シリーズFDMプリンターは、材料の面でより多くのことを考慮します。異なる特性を持つ材料には異なる用途があります。さらに、複雑なモデルを印刷するという問題を解決するための可溶性サポート材料もあります。しかし、現在普及しているFDMデスクトップマシンは、主に安価なPLAとABS材料で作られています。コストの問題により、ナイロン、PC、PPなどの実用価値のある材料の使用は比較的少ないです。これが、デスクトップマシンをおもちゃではなく生産ツールに変える鍵です。運命を変えるのは、材料の価格レベルにかかっています。

△ uC3DPクラウド印刷管理プラットフォームソリューション
連続生産機能を備えたこの FDM アレイプラットフォームについては、ここではここで終わりにします。ただし、このシステムに興味がある実務家がいる場合は、クラウドサービス、分散印刷、印刷管理、プロセス管理、セキュリティ保護など、非常に成熟した印刷業界のソリューションからさらに学ぶことができます。各ソリューションは、ハードウェア自体よりもユーザー側で商業的価値があることが証明されています。

△アレイ3Dプリントソリューションは、将来的にはデスクトップ特化のニッチな選択肢となるだろう
たとえば、あるグローバルなデザイン会社には、世界中の複数の都市にデザインスタジオがあります。さまざまな地域のデザイナーがコミュニケーションを取り、ビジネスで協力して顧客にサービスを提供します。世界中のスタジオには独自の 3D プリンターがあります。現在考えられるシナリオは、デザイナーがモデルを別の国のデザイナーに電子メールで送信し、印刷して通信することです。将来のシナリオは、デザイナーのデザインプロセス中に、通信前に、モデルを別の国のデザイナーのスタジオにある 3D プリンターに送信できることです。モデルは通信前に取得されるため、少なくとも通信効率が向上します。サブテキストは、配信サイクルを短縮できるということです。

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