UnionTechのYu Qingxiao博士：付加製造業界は第一段階から第二段階に移行しています

付加製造技術のアイデアは19世紀後半に米国で生まれ、1980年代に誕生しました。開発の第一段階では、主にプロトタイプ検証の生産ニーズを対象とし、製造された代替品を通じて複雑な構造の正確な複製を実現します。一方、第二段階では、産業用途の拡大に重点を置いています。応用分野の拡大に伴い、積層造形技術の製造プロセスで制御する必要のある不確実性の数が増加しています。この不安定性が、3D 印刷設備から生産設備への転換を促進し、いくつかの実際のバッチアプリケーションを完成させます。

UnionTechのYu Qingxiao博士は、積層造形業界全体が現在、第一段階から第二段階に移行しており、金属および非金属の印刷技術が次々と登場し、幅広い業界での応用が盛んになっていると述べた。このような状況下で、設備の自動化、高効率化、一貫性、インテリジェント化に対する要求はより厳しくなり、業界の上流と下流の領域も大きな変化を遂げています。

△ UnionTech の Yu Qingxiao 博士

金属 3D プリントは、ステレオリソグラフィー 3D プリントの古い道に戻るのでしょうか?
一時的な流行か、それともこれから開花する蕾か？
金属3Dプリントは、1995年にドイツのフラウンホーファー研究所によって初めて提案されました。印刷材料として金属粉末を使用します。成形プロセスに応じて、PBF粉末ベッドフュージョン（Powder Bed Fusion）、MJ材料ジェッティング（Material Jetting）、BJバインダージェッティング（Binder Jetting）、およびDED直接エネルギー堆積（Direct Energy Deposition）の4つの主要なプロセスに分けられます。この中には、DMLS（直接金属レーザー焼結法）/SLM（選択的レーザー溶融法）、EBM（電子ビーム溶融法）、NPJ（ナノ粒子噴射法）、BJ（バインダー噴射法）、LENS（レーザーエンジニアリングネットシェイプ法）、EBAM（電子ビーム積層造形法）の6つの主要な金属3D印刷技術があります。中国モノのインターネット学校企業連盟は、金属 3D プリントを「19 世紀のアイデア、20 世紀の技術、そして 21 世紀の市場」と呼んでいます。

特定の産業用途の拡大において、金属 3D プリントには一定の利点があり、より広範囲に適用でき、バッチでより迅速に使用することもできます。現在の市場環境から判断すると、この傾向はすでに明らかであり、金属 3D プリントの出現は一時的なものではありません。業界の発展レベルでは、金属3Dプリントは光硬化3Dプリントの古い道を完全にコピーすることはなく、レッドオーシャン競争現象がより顕著になっています。光硬化型3Dプリントの当初のターゲットは試作品検証市場でしたが、金属3Dプリント自体の出発点は大量生産であるため、応用の閾値要求はより高くなり、各ブランドの特許や技術障壁も形成されやすくなります。市場が飽和すると価格は下がるが、業界の参入障壁は下がらず、低価格競争が起こる可能性は高くない。

UnionTech 金属 3D プリント業界アプリケーション

△金属3Dプリントの軍用エンジンフード△金属3Dプリントのエンジンシリンダー△金属3Dプリントのコネクティングロッド△金属3Dプリントの航空宇宙サンプル△金属3Dプリントの靴型
UnionTech の今後の技術革新の方向性 現在、UnionTech はプロトタイプの検証から生産設備への移行を進めています。 UnionTechは、コア技術のサポートに加え、ユーザー思考を深め、さまざまな業界の包括的なアプリケーションソリューションをユーザーに提供し続けます。

1. インテリジェントシステムの推進強化 製品が十分に自動化されていなかったり、オペレーターに高い技術要件が課せられたりすると、その製品の人気と適用性は大幅に低下します。ユーザーが不適切に操作した場合、最初に考えるのは機器に問題があるということであり、製品の特性は大幅に低下します。しかし、UnionTech Technologyのインテリジェント操作プラットフォームであるUnionTech ONEのサポートにより、デバイスの使用は「間違いのない」操作に変えることができます。このワンボタンインテリジェントシステムは、ユーザーにとっての使用の難しさを軽減するだけでなく、使用の安定性も確保します。今後、Liantai Technologyはインテリジェントプラットフォームへの研究開発投資を増やし、既存の基盤上でデータ浸透などの面でさらなる改善を図ります。

2. デバイスのパラメータとインタラクション設計を簡素化する 現在の機器操作ページは依然としてエンジニアの考えに基づいて定義されており、ユーザーはすべてのパラメータを自由に変更できます。この状況は研究機関に非常に適していますが、生産設備の場合、パラメータの過度のオープン化により、バッチ管理中に多くの制御不能な要因が発生しやすくなり、操作が困難になります。今後、UnionTech は、ユーザーにさらに便利で快適な操作体験を提供するために、簡素化されたインタラクティブデザインを導入する予定です。

3. 設備のインテリジェントアップグレードを推進する 今後のイノベーションでは、UnionTech は機器の使用における保守面を削減し、人間の介入を減らし、インテリジェントな機器のアップグレードを実現することを目指します。たとえば、スクレーパーの自動洗浄や液面の自動調整などはすべて自動化操作に含まれます。これに基づいて、機器の安定性が大幅に向上します。同時に、インテリジェント監視機能も継続的にアップグレードされ、3D プリントプロセス情報の正確な追跡可能性を実現します。監視プロセス中に問題が見つかった場合は、インテリジェントアルゴリズムによって自動的にプロンプトとアラームが発せられます。

光硬化分野における UnionTech の業界リーダーシップは、光学システムのインテリジェントなアップグレードにも反映されています。業界をリードするスポットモード検出技術により、焦点を絞ったスポット形状をリアルタイムで正確に監視し、プロセスアルゴリズムソフトウェアを通じて印刷戦略を修正および調整できます。

独自に開発された無段階可変光スポット印刷技術により、複数の光スポットの無段階切り替えが実現し、サンプルの特徴をインテリジェントに識別し、スキャンスポットを自動的に一致させることができるため、成形効率が向上し、精度が向上します。

4. 設備効率と生産の一貫性を向上する 現在の設備の出力効率は生産設備に比べてまだ向上させる必要があり、生産の一貫性も強化する必要があります。 3Dプリントの生産工程全体を見ると、機械を操作する人数は少ないものの、後処理作業の人件費は高額です。この現象は、生産の一貫性が向上するにつれて改善されます。さらに、バッチ生産が一定規模に達すると、後処理の自動化改革の難易度が下がり、いくつかのアルゴリズムとツールのサポートを通じて柔軟な製造が可能になります。

材料研究開発モデルは、技術的思考から産業的思考へと変化しました。市場の需要の出現により、汎用素材の開発が活発に行われてきました。しかし、このタイプの材料は、いずれの側面でも優れているわけではなく、あるいは、ある側面で優れているために別の側面で性能が低下することもあります。このジレンマを解決するために、高性能材料が誕生しました。いわゆる高性能光硬化材料とは、実際にはエンジニアリングプラスチックの性能を実現できる材料を指します。

△ユニオンテックマテリアルズの子会社シンステックが耐高温材料を開発

オンデマンドR&Dに基づく業界の考え方 Yu Qingxiao 博士は、従来の材料研究開発の考え方は、積層造形業界の現状にはあまり適応できないと考えています。そのためには、研究開発の考え方を変え、業界の考え方を取り入れてオンデマンドの材料開発を行う必要があります。つまり、まず業界を特定し、その応用プロセスにおける代替関係と必要な材料の具体的な要件を明らかにし、それに基づいてターゲットを絞った材料開発を行います。たとえば、Liantai Technology の現在の歯科材料モデルシリーズは、オンデマンドの研究開発を真に反映したものです。このモデルでは、材料開発の目的、ターゲット設定、成功率が大幅に向上します。もちろん、この考え方は関連機器の研究開発にも応用できます。

△ UnionTech 3Dプリントフルバージョン歯科用アプリケーション
積層造形産業の今後の発展はどうなるのでしょうか?
積層造形産業は、応用とバッチ製造を指向しており、今後はプロセスの大量生産に必要ないくつかの属性にさらに注意を払い、生産設備が重視するいくつかの内容に近づくことで、生産プロセスにおける価値変換率を最適化します。同時に、設備の安定性とバッチ製造の一貫性は、その後の発展の主なテーマになります。付加製造技術を出発点として、他の周辺アプリケーションの支援を受けて、その生産状態もユーザーの思考に基づき、人間の介入を減らし、無人または半無人化の傾向にあります。ユーザーエクスペリエンスと利便性をより重視し、産業アプリケーションの拡大にエンドツーエンドのソリューションをもたらします。、

UnionTechのYu Qingxiao博士：付加製造業界は第一段階から第二段階に移行しています

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