2016 年の 3D プリント材料の 3 つの主要トレンド: カーボンナノチューブ、インテリジェンス、IoT

2016 年の 3D プリント材料の 3 つの主要トレンド: カーボンナノチューブ、インテリジェンス、IoT
いわゆるトレンドとは、先に植えられた種、次のステップで生み出される花や果実のことです。 2016年の最初の月が過ぎました。2015年以前から多くの技術が実験室や研究機関で検証、知的財産申請、実用化準備の段階を経ており、2016年はこれらの技術が実用化される年です。

Lux Research は、2016 年の「隠れた」トレンドのトップ 3 は、カーボンナノチューブ製品、ソフトウェアベースのプログラム可能なインテリジェント材料、および IoT の発展によってもたらされた埋め込み材料印刷のニーズと技術のアップグレードであると予測しています。

「アンダーカバー」1: カーボンナノチューブ

表面化した最初の大きな「秘密」は、カーボンナノチューブ(CNT)製品の大規模生産です。 3D Science Valley は、カーボンナノチューブが誇大宣伝の時期とそれに続く供給過剰の時期を経て、2013 年に業界の再編が始まったことを知りました。カーボンナノチューブの円筒状炭素分子は、優れた熱伝導性、機械的特性、電気的特性を備えているため、ナノテクノロジー、半導体分野、エレクトロニクス分野、光学、材料科学などのナノテクノロジーの分野で大きな可能性を秘めています。

ミシガン州の新興企業 3DXTech は、2014 年にはすでに、プロ仕様のカーボンナノチューブ 3D プリント フィラメント シリーズを発売していました。このフィラメントは、ほぼすべての FDM/FFF デスクトップ 3D プリンターの加熱および構築プラットフォームに使用でき、拡張機能を備えた 3D プリント エレクトロニクスや PCB 回路基板を作成できます。3D プリント カーボンナノチューブは、3D プリント オブジェクトを大幅に強化することもできます。

画像: カーボンナノチューブ 2015 年には、さらに多くの企業がカーボンナノチューブ市場に参入しました。たとえば、General Nano は、航空電磁干渉 (EMI) シールド用に年間 100,000 m2 のカーボンナノチューブ シートを生産し、価格は 10 ~ 50 ドル/m2 に下がりました。この価格帯では、炭素繊維は金属グリッド構造よりも軽量で延性があるため、金属と競合することになります。この傾向が強まるにつれ、Lux Research は、2016 年にカーボンナノチューブ材料と 3D プリントカーボンナノチューブがついに「アンダーカバー」から先端材料市場のメインステージへと移行すると予測しています。 (3D サイエンス バレーの補足資料: カーボン ファイバー 3D プリントは無視できない)

「アンダーカバー」2: ソフトウェアが材料技術を生み出す

3D 印刷業界のもう 1 つの秘密は、専門企業が新しい 3D プリンターの製造だけでなく、3D 印刷ソフトウェアや 3D 印刷ファイル形式の改良、競合他社との差別化を図るための埋め込みセンサーなどの新しい機能インプラントの作成など、3D 印刷の全体的なソリューションの作成にも重点を移す必要があることです。

2015 年、3D サイエンス バレーでは、Cosine Additive や Autodesk などの企業が高度な 3D プリンターとオープンソース ハードウェア プラットフォームを提供し、3D プリンティング ハードウェア分野をオープンソース化する取り組みが盛んに行われました。オープンな材料とハードウェアがイノベーションの新たなベースラインになります。イノベーションは絶えず前進しており、機器の限界のみに基づいて構築された競争障壁は弱まっています。新規参入者と確立されたゲームのルールは、ソフトウェア、機器、材料、印刷技術、ソリューションを統合します。

画像: オートデスク、センシングの時代 MIT は、潜在的に破壊的な生産技術である CSAIL MultiFab 3D プリンターを開発しました。このプリンターは、少なくとも 10 種類の異なる材料を 3D プリントでき、複雑な電子部品、回路、さらにはセンサーをプリントされたオブジェクトに直接埋め込むことができます。この技術はデバイス技術というよりもソフトウェア技術であり、材料の境界はますます曖昧になり、インテリジェントなプログラム可能な材料が別の意味で材料になりつつあります。

Microsoft の .3MF 形式は、2016 年に 3D 印刷材料のさらなる革新を促進するでしょう。ソフトウェアと材料の実現は相互に補完し合います。たとえば、サイズ、印刷速度、汎用性、業界標準などの点では、STL ファイル形式自体がますます印刷技術と材料の発展を制限する問題になりつつあります。現在、マイクロソフトの .3MF チームは、さまざまな 3D プリンター、デバイス、アプリケーション、サービス プラットフォームで実行できる高忠実度フォーマットを作成しました。これにより、最終的には印刷プロセスが簡素化され、印刷の範囲が拡大されます。

アンダーカバー3:IoTが物質的知能を深める

IoT(モノのインターネット)はセンサーネットワークとも呼ばれます。簡単に言えば、インターネットを人からモノへと拡張したものです。無線周波数識別装置、赤外線センサー、全地球測位システム、レーザースキャナーなどのさまざまな情報感知装置とインターネットを組み合わせて形成される巨大なネットワークを指します。すべてのアイテムをネットワークに接続して、簡単に識別および管理できるようにすることが目的です。

実際、モノのインターネットの発展は業界全体の成長を牽引し、時には 3D プリント業界の変化を凌駕するほどです。たとえば、サムスンは 2015 年末にモノのインターネットに重点を移すことを決定しました。しかし、テクノロジーの発展の傾向により、3DプリンティングとIoTはより密接に結びついています。 Orbitrec が自転車にセンサーを印刷するなど、IoT に 3D プリントが使用されている例はすでにいくつかあります。ドイツの Capricate プラットフォームも、印刷プロセスにセンサーを組み込んでいます。

画像: Orbitrec Bicycle 高度な製造と 3D プリントの未来は、高い消費者需要と高度に接続された市場を含む、機能的で「感触」のある材料の製造へと移行します。これも 3D プリント技術の魅力です。従来の製造技術に取って代わるものではなく、ソフトウェア、ファイル形式、アプリケーションなどの革新に基づいて、別の分野で製造業をさらに革新的にすることです。
画像: Capricate 組み込みセンサー プラットフォーム
3Dプリント業界のデータベースであるSenvolによる2015年の印刷技術と材料の統計によると、主流の印刷材料はプラスチック(47%)、金属(40%)、複合印刷(7%)です。モノのインターネットの発展により、この統計結果はさらに変化すると予想されます。

2016_3d_マテリアル_トレンド_5
転載元: ©3D Science Valley

ソフトウェア、FDM、航空

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