ProJet 2500は太陽光照明システムの開発に貢献し、アフリカの村人たちが数日早く電灯を使えるようにする

3D プリンターが顧客のどのような問題の解決に役立つかは、Antarctic Bear にとって常に大きな関心事でした。なぜなら、これが実際の市場の需要だからです。 3Dプリンターはかつて「ラピッドプロトタイピングマシン」と呼ばれていましたが、これは、3Dプリンターが顧客による製品のプロトタイプ作成を迅速に支援し、新製品開発プロセスにおけるプロトタイプ作成時間を短縮し、研究開発の進捗を加速できることを意味します。これは、革新的な競争力がますます重要になっている今日では非常に価値があります。この記事では、米国の照明システム開発会社が3Dプリンターを活用して研究開発とイノベーションを支援した事例を紹介します。ぜひご参照ください。

△ 3D Systems ProJet® MJP 2500 Plus プリンターを使用して作成された Firefly 照明システムコントローラーのプロトタイプ
チャレンジ：
新しいデザインコンセプトを機能的な物理プロトタイプに迅速に変換し、より革新的で高品質のプロトタイプを継続的に生産します。

解決：
3D SystemsのProJet MJP 2500 Plus 3Dプリンターは、最小限の後処理で幅広い材料の迅速なプロトタイピングを可能にします。

結果：
• 試作期間を10日から1日に短縮
• プロトタイプ1つあたり最大9,000ドル節約
• 迅速な対応、顧客からのフィードバックを物理的なプロトタイプに変換
• 展示会や主要イベント向けに、機能的で目を引く製品モックアップを 1 日で印刷します。
• 3Dプリントと後処理はシンプルで効率的です

ノースカロライナ州シャーロットに本拠を置く Hyde Park Partners (HPP) は、米国南東部で 70 年にわたりサービスを提供してきたテクノロジー製品およびソリューションのプロバイダーであり、現在は世界中の個人や企業に製品とエンジニアリングの専門知識を提供しています。

HPP の子会社である American Engineering Group (AEG) の使命は、慢性的なエネルギー問題に直面しているアフリカの農村地域に、手頃な価格で永続的なソリューションを提供することです。

何百万人もの人々の生活の質が危機に瀕しているため、HPP の製品開発チームは、同社の電力不要の太陽光発電 LED 照明システムである Firefly を継続的に最適化するという緊急の必要性に直面していました。企業がこの緊急のニーズを満たすのに役立つ可能性があるのは、3D Systems の ProJet® MJP 2500 Plus 3D プリンターです。

△光を放つホタルシステムの周りに集まるタンザニアの村人たち
機能性を超えたデザイン

HPPは2010年に製造サプライヤーから製品の研究開発会社へと転換し、2014年にAEGを設立して世界中にエネルギー製品を提供してきました。当初、同社はプロトタイプの作成作業を外部のサプライヤーに下請けしていました。しかし、HPP はすぐに、新しいコンセプトをプロトタイプに変えるプロセスに時間がかかりすぎることに気付きました。

「最初のプロトタイプが完成する頃には、すでに他のデザインのアイデアが出てきており、何度も繰り返してプロトタイプを作る必要があります」と、HPP の CEO であるクリフトン・ファイン IV 氏は語ります。

さらに、Firefly システムも革新する必要があります。この製品には、LED ライト 5 個、ソーラーパネル 1 個、コントロールボックスが含まれています。機能面では、この製品は業界をリードしており、充電には太陽光に 6 時間さらされるだけで、12 時間連続して光を提供します。しかし、製品がより広い消費者市場に届くようになると、魅力的なパッケージが中心的な問題になります。

「機能の問題を解決した後、見た目、感触、サイズといった要素がこれまで考えていた以上に重要になることに気づきました」とファイン氏は指摘する。

△タンザニアの壁に設置されたFireflyソーラー照明システムコントローラー
3D Systemsとの即座のマッチング

HPP は、3D プリントが製品開発における時間遅延の問題を解決できると考えています。しかし、他社から購入した最初のFDM熱溶解積層方式3DプリンターHPPは、同社の期待に応えられませんでした。

「プリンターの印刷品質と速度は、当社の成長と製品開発をサポートするには不十分であり、作成できるプロトタイプの品質は、顧客にレビューしてもらうには不十分でした。」

HPP のエンジニアリング担当副社長スコット・ドラフィン氏も、他のブランドのプリンターと同様に、Firefly システムでも困難で複雑な後処理に腐食性の化学物質を使用する必要があると指摘しました。

HPP は再び問題に直面しなければなりませんでした。しかし今回は嬉しいサプライズが彼らを待っていました。地元の 3D Systems 再販業者 Duncan Parnell が推奨する ProJet MJP 2500 Plus です。

CAD設計を完璧に反映したプロトタイプ

ProJet MJP 2500 Plus を使用すると、プラスチックやエラストマー材料の CAD 設計を忠実に実現し、現実的な機能テストを実行できます。マルチジェット印刷技術で製造された高解像度のプロトタイプは、細かいパターンでも優れたディテールを提供し、鋭いエッジとコーナーも備えています。また、価格もHPPに非常に適しています。

「ProJet MJP 2500 Plus が示す技術の進歩に驚き、感銘を受けています。部品の品質は、3D プリント部品の 5 倍のコストがかかる機械加工部品よりも優れています。こんなに手頃な価格で部品の試作ができる機械があるとは思いませんでした。」

Drafin にとって、ProJet MJP 2500 Plus の大きなセールスポイントは、さまざまな種類の材料で印刷できることです。

「私たちは筐体だけでなく、照明やその他の部品も作っています。そのため、固体または透明な材料を印刷できることは非常に重要です。デバイスのハウジングの試作やガスケットの作成をしたい場合は、ゴムのような材料を印刷することもできます。」

Duncan Parnell 氏は HPP に ProJet MJP 2500 Plus を設置し、その後 HPP の設計エンジニアに 3D Systems プリンターを特定の用途に最適に使用する方法をトレーニングしました。

「数時間で部品を印刷することができ、ダンカン・パーネル氏は顧客を超えてパートナーとなり、継続的なサポートを提供してくれています」とドラフィン氏は語った。

△ ProJet MJP 2500 Plusに内蔵された3D Sprintソフトウェアは、いつでもどこでも印刷を便利に管理できます。
簡単な管理と後処理

ProJet MJP 2500 に組み込まれた 3D Sprint™ ソフトウェアにより、Draffin 氏の仕事は容易になりました。このソフトウェアを使用すると、誰でも 3D プリント用のデータを準備でき、印刷時間、材料の状態、その他の機能に関するスケジュールと最新データが提供されます。ユーザーは、安全なパブリッククラウド、デスクトップ、またはプライベートクラウドなど、どこからでもデータを保存、アクセスし、許可された相手と共有できます。

「これにより、日中に新しい部品の設計を作成し、機械に人員を配置することなく夜間に印刷できるようになります」とドラフィン氏は語った。

HPP が以前購入した他のブランドの 3D プリンターで必要だった面倒な後処理は、今では過去のものとなりました。 3D Systems の MJP EasyClean システムは、MJP パーツのワックスサポートを 30 分以内に自動的に溶かし、手作業による除去、高圧水噴霧、腐食性化学薬品、その他の特別な手段が不要になります。

「3D Systems EasyClean システムは、これまで購入した他の 3D プリンターよりもはるかに使いやすく、ワックスサポートを溶かして蒸気を当てるプロセスにより、より短時間できれいなプロトタイプ部品を作成できます。」

投資収益率

HPP は、従来の射出成形で作られたプロトタイプと比較して、ProJet MJP 2500 Plus で作られた部品の製品開発時間とコストが改善されたことを確認しました。

「3D Systems ProJet MJP 2500 を使用することで、設計の繰り返しにより、Firefly 照明システムやその他の製品を市場に出すまでの時間を少なくとも 50% 短縮し、試作コストをユニットあたり平均 500 ドルから約 8 ドルに削減できました」とファイン氏は語ります。「この速度の向上とコスト削減により、より多くの試作品を製造し、より優れた製品をより早く製造できるようになりました。」

△ ProJet MJP 2500は、オフィスでいつでも精密部品を印刷できます。Draffin氏は、「試作のスピードが速くなったことで、エンジニアリングの時間とコストを大幅に節約できました。試作に10日かかっていたものが1日に短縮され、テストやサンプルのデモンストレーションを迅速に行うことができます」と述べています。

プロトタイプ作成にかかる 9 日間の節約は、確かに大幅なコスト削減になります。訓練を受けたエンジニアが 1 日 8 時間、時給 125 ドルで作業した場合、9 日間でプロトタイプ 1 台あたり最大 9,000 ドルを節約できます。

ファイン氏はまた、試作の高速化とコスト削減によって品質が損なわれることはないとも述べている。「当社のエンジニアは ProJet 2500 を使用して、射出成形部品が耐えられる機能テストに耐えられるだけの強度を備えた高品質で高解像度の部品を製造できます。」

顧客との交流には無限の価値がある

こうした具体的な時間とコストの指標以外にも、3D プリンターは、顧客とのより緊密でインタラクティブな関係という、非常に貴重なものももたらします。

「顧客からのフィードバックは非常に重要です。ProJet MJP 2500 を使用すると、顧客のアイデアを目に見える製品イノベーションに素早く変換できます。」 Draffin 氏は、フィードバックから新しい設計コンセプト、機能的な物理モデルへと迅速に循環するプロセスは、展示会やその他のプロジェクトにも多くのメリットをもたらすと考えています。

「ProJet MJP 2500 の印刷品質は非常に優れているため、1 日もかからずに部品を製造できます。そのため、主要な展示会やイベントですぐに製品を展示できます。当社の営業チームも、射出成形によってデザインが高価なプラスチックやアルミニウムのプロトタイプに変換されるまで何日も待つ必要がないため、メリットがあります。」

企業発展の原動力

Clifton Fine 氏にとって、ProJet MJP 2500 Plus は単なるツールではありません。同社の成長と革新を促進するものなのです。

「3D Systems の ProJet MJP 2500 Plus は、エンジニアリングコストを大幅に削減し、産業および小売ソリューションの市場投入までの時間を短縮するのに役立ちました。これにより、創造性を高め、製品開発を革新し、成長を続ける力が得られました。」

ProJet 2500は太陽光照明システムの開発に貢献し、アフリカの村人たちが数日早く電灯を使えるようにする

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