Helio Additive: 3D プリント熱シミュレーションソフトウェア Dragon をリリース、2030 年までに収益が 1 億ドルに達すると予想

この投稿は Coco Bear によって 2023-11-19 19:35 に最後に編集されました。

2020年に中国で設立され、現在は米国に本社を置くHelio Additiveは、Dragon熱シミュレーションソフトウェアで知られています。このスライスおよび分析ソフトウェアは、個々のボクセルの 3D モデルをスライスし、熱履歴を記録して、熱によってプラスチックが膨張したときの挙動を最適化します。

△Helio Additiveチーム

部品の形状、材料、プリンターなどの要素により、3D 印刷プロセスは複雑になります。大規模な積層造形には、材料、プリンター、形状の相互作用が伴います。 10 年以上前、業界はより優れたプリンター、そしてより優れた材料でこの問題に対処しようとしました。優れたハードウェアと材料を使用することに加えて、優れたソフトウェアも必要です。この目的のために、Helio Additive チームは、物理的な印刷プロセスの実験、ポリマー物理モデリングとシミュレーションという 3 つの交差する領域に力を注ぎ、製造ワークフローに統合できるクラウドベースの熱処理シミュレーションツールDragon を開発しました。

Helio Additive 開発の歴史

2023年10月、海外メディアがHelio AdditiveのCEO兼創設者であるDavid Hartmann氏にインタビューし、彼のキャリアの歩みとデジタル製造に注力する理由について語りました。

ハートマン氏はドイツ生まれのニュージーランド人で、ドイツ、上海、香港、インドで勤務し、ドイツにあるバイエルのグローバル本社の厳しい要件を経験してきました。 3D プリント材料のトップメーカーである Polymaker の CEO である Xiaofan Luo 博士との会話の中で、彼らはデジタル製造を悩ませている課題について掘り下げました。「10 年前、私たちはより優れたプリンターを作れば、信頼性と収縮の問題を解決できると考えていました。しかし、この課題を本当に解決する唯一の方法は、何が起こっているかの背後にある物理学を深く理解し、それをソフトウェアで解決することです。」

この課題に直面したハートマン氏はバイエル（当時はコベストロに社名変更）を退社し、2020年にヘリオ・アディティブ社を設立しました。 COVID-19パンデミックによる市場の混乱にもかかわらず、Helioはポリメーカーの中国R＆D拠点の近くに設立されており、ハートマン氏はこれを戦略的優位性だと考えている。

Helioはデジタル製造の拡張性と再現性を実現します

ハートマン氏は、これらの課題の核心は、さまざまな熱環境におけるポリマーの挙動にあると考えています。ポリマーの熱物理とその堆積原理を理解することは、完成部品の欠陥を最小限に抑えるために不可欠です。ポリマーがどのように反応するか、層がどのように結合するか、そして部品に応力が蓄積しないようにするにはどうすればよいかを理解する必要があります。

Helio Additive は、あらゆる形状、プリンター、ポリマーに対して高速かつ効率的な熱分析を提供するようにカスタマイズされた独自の印刷プロセスシミュレーションツールの作成に着手しました。 2021 年末から 2022 年初頭にかけて、Hartmann は、完全にクラウドネイティブでシミュレーションに重要なソフトウェアを備えた、真にスケーラブルなテクノロジーの道筋を見出し始めました。しかし、大量の熱データを生成することは方程式の一部に過ぎません。ハートマン氏は生のデータを「これまで見たことのない言語で書かれた本」に例えています。その後の課題は、それを翻訳することです。ここで Helio Additive のポリマー物理チームが参加し、層間接着、応力緩和、結晶化、その他の重要な要素を考慮したモデルを構築します。

これらのモデルを熱データと組み合わせることが同社のユニークなセールスポイントであり、熱履歴を予測して適切な方法で解釈することで、Helio Additive はデジタル製造プロセスを最適化し、無駄を減らし、印刷速度を向上させることを目指しています。ハートマン氏は、同社の役割はソリューションプロバイダーであるだけでなく、イネーブラーでもあると考えており、パートナーに API を公開して、パートナーがこれまでの成果を基にさらに強力なものを実現できるようにしたいと考えています。

研究室でデータを収集する

Helio Additiveがデジタル製造の「隠れたパラメータ」を解説

デジタル製造の世界では膨大な量のデータが存在しますが、その本質を抽出することが課題となります。ハートマン氏は、これらの「真のパラメータ」とは、プロセス中に下される複雑で、しばしば目に見えない決定であると述べた。ハートマン氏は、ポリマーの挙動（ポリマーは温度によって流れ方が異なる）を理解するための重要な側面を強調しました。彼は、ほとんどの出力の問題の主な原因として、層の結合と応力緩和の2 つを指摘しています。これらの課題に対処するには、特定の隠れたプロセスパラメータを調整する必要があります。

これには高度なシミュレーションツールが必要です。オペレーターは頭の中でこれを行うことができず、人間がシミュレーションを行う必要があり、ボクセルレベルでのシミュレーションが必要なためです。したがって、Helio Additive のアプローチは、これらの隠れたパラメータを解明し、デジタル製造で可能な限り最良の結果を保証することです。

Dragon、大規模積層造形用ソフトウェア

「Dragon はクラウドベースのソフトウェアエンジンです。API またはダッシュボードを介して、コアツールセット、つまりあらゆる形状、あらゆるプリンター、あらゆる材料の熱シミュレーションにアクセスできます」とハートマン氏は説明します。Dragon のアプリケーションは、大規模な粒子付加製造において大きな効果があることが実証されており、ユーザーは「パラメーターセットをデジタルで実験」して、無駄を大幅に削減し、効率を高めることができます。ハートマン氏は、300キログラム以上の材料と4週間のエンジニアリング時間を節約できたケーススタディを挙げています。この成果は、部品 1 個あたりの廃棄率を 70% 削減することに相当します。

Helio Additive の最初の製品は、大規模な粒子ベースの積層造形に特化したプロセスダッシュボードです。 Dragon for LSGAM は、印刷物の熱履歴をシミュレートし、問題のある領域にフラグを立てます。これにより、最初から正しい 3D 印刷が可能になり、資産の活用度が向上し、スクラップが削減されます。

ハートマン氏はさらに、マイクロファクトリーの新たなトレンドに触れ、プリンターを購入しただけでは部品の品質が保証されないことを強調した。企業は、材料調達から後処理まであらゆる段階を組み込んだデジタル製造設備を構築するケースが増えています。 Dragon を使用すると、透明性を高め、プロセスを最適化できます。ハートマン氏は、Helio Additive がもたらす可能性のある効率性の向上を強調し、これまでは新しい材料を積層造形に導入するのに 5 人のエンジニアが 18 か月かかっていたが、今ではこれらすべての実験をクラウドに移行することでコストを大幅に削減できると述べた。

△ヘリオアディティブ常熟事務所

製造ワークフローに統合して科学的な視覚化、印刷可能性の評価、コスト計算、最適化などを実現できる強力なクラウドベースの熱処理シミュレーションツール:

●既存の物理モデルや社内データを活用して開発します。

●既存のプリンタと材料のデータを使用するか、標準操作手順を使用して独自のプリンタと材料のデータを特性評価します。

●API を通じて、ユーザーは生のシミュレーションデータやより高度な分析にアクセスできます。

● 印刷の決定を最適化することで効率が向上し、より高速で信頼性の高い印刷が可能になります。

●反りやひび割れなどの印刷上の問題を予測して防止することで、廃棄率、エネルギー消費量、原材料コストを削減します。

●セットアップ時間を短縮し、レイヤーごとに印刷速度を動的に調整することで生産速度を向上します。

● より広範囲の印刷パラメータにわたってより一貫した印刷適合性を備えた、より適切に設計された材料。

●持続可能な素材や生分解性の素材を使用するための最適な印刷条件を決定することで、持続可能な慣行を促進します。

●ジオメトリ内の印刷の問題を予測して防止することで、複雑なジオメトリを生成します。

Helio Additive が 3D プリント認証を推進

Helio Additive は、積層造形業界における資格および認証プロセスの改善においても最前線に立っています。 Helio Additive のソリューションは、印刷プロセスの理解を標準化し、材料の一貫した層結合特性を確保するように設計されています。この均一性を達成することで実用的な認証への道が開かれ、予測できない通気性などの課題が軽減される可能性があります。 3D プリントを産業化するために必要なコストと時間の高さを考慮すると、Helio Additive の提案には真の価値があります。ハートマン氏は「機器の出力を認証し、一貫したプロセスを維持すること」の重要性を強調した。

要約する

正しく印刷する
1. 透明性 - ボクセルごとに積層造形を理解します。
2. 柔軟性 - プリンターと材料を自由に、確実に組み合わせることができます。
3. 信頼性 - 毎回、最初から正しい結果が得られます。
4. パフォーマンス - 産業用積層造形のコスト効率を向上します。

大規模な付加製造とは、印刷の準備をする際に、何十万もの正しい物理的決定を一貫して行うことを意味します。

● Dragon は、点と点を結び付けて正しい物理的決定を定義する、付加製造プロセスの熱シミュレーションです。

● より高速かつ信頼性の高い印刷が可能になり、顧客はより優れたプリンターと材料を設計でき、メーカーはスケーラブルな積層製造マイクロファクトリーを構築できるようになります。

●ポリマーと材料押し出しをベースにした付加製造に焦点を当てます。

●この技術は、デスクトップ産業から大面積積層造形（BAAM）まで幅広く適用可能です。

Helio Additive は中国で設立され、現在はドイツ、オランダの機関投資家や世界中のエンジェル投資家を擁するデラウェア州法人です。ビジネスマン、科学者、ソフトウェア開発者で構成される研究者たちは、プロセスの複雑さに対処し、付加製造を拡大するために取り組んでいます。基礎物理学と高度な付加製造技術に基づいた革新的なソフトウェアツールを開発することで付加製造の可能性を最大限に引き出し、付加製造をスケーラブルにします。これにより、クリエイターに力を与え、現地での製造を促進し、世界をより持続可能な未来へと導き、 2030年までに収益は1億ドルに達すると予想されています。

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