Jingge 3Dプリンティング：3Dプリンティング開発の技術、アプリケーション、標準に関する簡単な説明

3Dプリンティングの分野では、技術によって提示された未来が業界の発展を切り開き、応用の見通しが発展を安定させ、標準の策定が発展を規制しました。それらは互いに補完し合い、必要不可欠なものです。

テクノロジーが発展し始めます。ボタンを押すだけで、複雑なデジタルモデルが徐々に 3 次元オブジェクトに変化します。このプロセスを見ているだけでも楽しいし、そこに秘められた可能性は無限大です。これが、Jing兄弟がこの業界に入った理由です。

3D プリントがこれほど普及した理由は、その技術にあります。

プリンターが何に使えるのか、ほとんどの人はよく知りませんが、特許の期限切れによるコスト削減により、わずか数か月で3Dプリントは北半球と南半球の両方で普及しました。誰もが3Dプリントについて知っており、3Dプリントについて語らなければ時代遅れになってしまいます。世界中で何百ものメーカーが設立され、市場に参入しました。

しかし、話題だけでは人々を長い間興奮させ続けるには不十分です。コスト、速度、精度などにおいて大きな進歩を遂げた新しい技術など、時々刺激を与える必要があります。たとえば、

Carbon (旧称 Carbon3D) は、競合技術の 100 倍と言われる速度と、層厚精度のほぼ連続的な変化でよく知られています。セコイアやグーグルなどの企業から1億4000万ドルが投資された。カーボンはこれまでにM1とM2という2つの装置をリリースしており、その成形速度と精度は確かに大幅に向上しています。もちろん、価格も非常に先進的で、レンタル費用は年間4万〜5万ドルで、現在はレンタルのみで販売されていません。

図1 Carbon3D技術の概略図
過去2日間でついに新製品を発表したDesktop Metal （アメリカのスターデスクトップメタル3Dプリンター開発企業）は、GoogleやBMWなどのスター企業からも投資を受けており、資金調達総額は1億ドル近くに達する。印刷速度は競合技術の 100 倍速く、コストも大幅に低いと言われています。

今回発売されたデバイスは全部で2つあり、そのうちの1つであるStudioは個人または小規模ビジネスユーザー向けです。基本的な原理は、金属粉末とポリマープリフォームフィラメントを加熱し、ポリマーを溶かして混合物を押し出すことです。基本的にはFDMのハイエンドバージョンです。

図2 スタジオ印刷図（デスクトップメタル）
2番目の装置は生産企業ユーザー向けです。基本原理は、プラットフォーム上に金属粉末を敷き詰め、次にバインダーを印刷し、バインダーを高温で溶かしてブランクを形成し、最後に焼結炉で焼結して必要な材料を得ることです。プロトタイプはある程度バインダー射出成形技術に属し、MITのオリジナル技術を継承しています。

図3 生産シリーズ成形工程の概略図（デスクトップメタル）
（改良バインダー焼結技術を使用して金属を形成することには、長所と短所の両方があります。EBM および DMLS 技術と比較すると、速度とコストの点で利点がありますが、印刷された部品の品質（強度と密度）は明らかに劣っています（前者 2 つは高真空環境で形成されるため）。同じ評価基準がなければ、速度とコストについて話すのは不公平です。したがって、基準について話す必要があります）。

もちろん、テクノロジー自体に良いも悪いもありません。唯一の違いは、テクノロジーが最も適したもう半分、つまりアプリケーション市場を見つけているかどうかです。

安定したアプリケーション開発
企業の発展を推進するのは、技術や市場です。技術があっても必ずしも市場があるとは限りませんが、市場を満足させる技術は必ず繁栄できるでしょう。

ここ数か月、3D プリント分野のニュースは徐々に 3D プリント技術の応用へと移行しています。航空機の心臓部であるエンジン（GE Leapエンジン）の燃料ノズルであったり、高温・高負荷のガスタービンブレードであったり、患者に合わせた様々な医療分野であったり、エンターテインメント分野ではニューヨーク・タイムズスクエアのミニチュア王国ガリバーズゲートであったりと、世界100カ国以上のランドマークが集まる場所。私たちの注目は、最終的な応用分野に集まります。

図4 ガリバーズ・ゲートのシーン
3D プリントは人類が発明した素晴らしいツールです。コンピューター上のデジタルモデルを 3 次元の物体として目の前に表示できるようになります。従来のツールを使用できない、または使用したくない人々にとって、追加のオプションを提供できます。

ツールは、適切な用途が見つかった場合にのみツールとなります。

3D プリントの利点は、パーソナライズされた小ロットの非常に複雑な製品のカスタマイズを提供することだということを常に念頭に置いている限り、私たちは 3D プリント市場から大きく離れることはありません。

カーボン社は、産業部門が自社のサービスを大量に購入できることを常に望んできましたが、産業部門は従来の大量生産によってもたらされる規模の経済に依存しています。現在、Carbon と Adidas は協力して 3D プリントを使用して靴をカスタマイズしており、これは正しい方向への探求です。

図5 アディダスのためにカーボンでプリントされたスポーツシューズ
資金とリソースが枯渇した後、多くの企業は、市場への応用が正しい道であり、厳格な需要こそが最善であるとようやく認識しました。

標準は開発を保証する
商鞅は改革を遂行し、度量衡を統一し、秦は天下を統一した。
3Dプリントは3年以上開発されてきましたが、近年の技術による市場ブームを経験しながらも、ようやく合理性を取り戻し、市場の需要を出発点とする方向に戻りました。しかし、アプリケーションの開発は技術の標準化と切り離せないものであり、技術の標準化は標準の策定と切り離せないものです。
今日の 3D プリンティング市場には、機器メーカーの数だけ規格が存在します。
標準設定が産業発展を促進する役割は疑う余地がありません。ノイズが減れば、より効果的な情報が得られ、企業が的を絞って問題を解決するのにさらに役立ちます。
最近、ASTM F42 標準委員会は、3D プリントの開発を規制するための 15 の業界標準を提案しました。
1. 金属粉末床溶融結合用原料仕様作成ガイド
2. (3D プリント) ビルドサイクル技術データの保存ガイド
3. 金属粉末床溶融結合部品の熱処理後処理の仕様
4.金属粉末床で使用されるガスおよび窒素発生器の指定ガイド
5.粉末床溶融結合法で使用する金属粉末の受入および保管に関するガイド
6.粉末床溶融結合法における金属粉末の再利用の実践
7.金属粉末床融合機の清掃ガイド
8.粉末床溶融結合に使用した金属粉末の廃棄に関するガイド
9.金属PBFマシンのIQ、OQ、PQガイド
10.金属粉末床溶融結合プロセスにおけるデジタルデータワークフロー制御の実践
11. 金属粉末床溶融結合製造部品の製造計画策定ガイド
12.金属粉末床溶融試験片および部品の多孔度を決定するための金属組織学的評価ガイド
13.金属粉末床溶融結合部品製造のための人材育成プログラム構築ガイド
14.金属粉末床溶融結合機のメンテナンススケジュール作成とメンテナンスガイド
15.金属PBFマシンおよびサブシステムの校正ガイド

これらの規格は、特定の成形工程を対象とせず、成形工程における作業者のトレーニングプロセス、粉末材料の準備・回収・取り扱い、サンプルの後処理および品質検査を規定しています。これらの規制は、3D 印刷プロセスの核心にはあまり関係ありませんが、機器やプロセスの研究開発に優れた品質保証を提供することができます。個人や企業が標準の策定に参加し、理解することで、企業、個人、産業の発展にプラスの推進力が生まれます。

一言でまとめると、標準、アプリケーション、テクノロジー、これら 3 つは開発の過程で変化し、変化の過程で発展しています。

Antarctic Bear は、3D プリントのプロフェッショナルメディアプラットフォームです。クリックしてウェブサイトhttp://www.nanjixiong.com/にアクセスしてください。

出典: Jingge 3D Printing

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