元ゼロックスCTO、Impossible Objectsの複合3Dプリントプロセスを商業化へ

2023年4月1日、Antarctic Bearは、Impossible Objectsが3Dプリント業界で最もエキサイティングな技術の1つである複合材料ベースの付加製造（CBAM）を開発したことを知りました。この技術は他の 3D 印刷方法とは異なり、理論上の速度、サイズ、および可能な材料の点で非常に有望です。

不可能なオブジェクト
Impossible Objects は、イリノイ州ノースブルックに本社を置くアメリカの製造およびテクノロジー企業です。同社は、高性能3Dプリンターと3Dプリント材料の研究開発・生産に注力しており、従来の3Dプリント技術とは異なる革新的な方法により、効率的で高速かつ高品質の3Dプリント生産を実現しています。同社の主力製品は、複合材料をベースにしたCBAM（複合材ベースの積層造形）3Dプリント技術で、極めて強度が高く軽量な3Dプリント部品を製造でき、航空宇宙、自動車、医療などの分野で広く使用されています。 Impossible Objects の技術と製品は幅広い注目と評価を受けており、数多くの特許と賞を受賞しています。

Impossible Objects は CBAM の商業化を開始するにあたり、新しい CEO として Steve Hoover 氏を雇用しました。スティーブ・フーバー氏はテクノロジー分野における卓越した貢献により、当社を次の成長段階に導く理想的な人物です。

ゼロックス社で約20年間勤務
フーバーはゼロックス社で20年近く働いた。当初、彼は研究と高度な技術開発プロジェクトに携わり、毎分 300 ページのアナログプリンターに代わる数百万ドルのデジタルプリンターなど、高速印刷市場への参入を可能にしました。

△Impossible ObjectsのCEO、スティーブ・フーバー氏。

ロチェスターでゼロックスの研究グループとソフトウェアエレクトロニクスグループを率いた後、彼はパロアルト研究所（PARC）のCEOに就任し、自動運転センシングや5G RF通信からAIやコンピュータービジョンまで、あらゆる研究を監督した。フーバー氏はその後ゼロックス社の最高技術責任者に昇進したが、後に辞任した。一方、Impossible Objects 社は、プリンターの市場投入、ユーザーの発掘、さらなる投資の確保などから始めて、CBAM プロセスを商業化しています。 CBAM の独自性により、ユーザーがその独自の利点と用途を理解するには、他の AM テクノロジよりも多くの学習曲線が必要になる可能性があります。

CBAMとは何ですか?
このプロセスは、まず強化材のシートに接着インクを塗布し、次にインクのみに接着する熱可塑性粉末を基材に塗布することから始まります。このプロセスは後続の各層に対して繰り返され、薄いシートのスタックが作成されます。その後、バインダーによって層が融合され、炉内で圧縮および焼結される必要があります。その後、余分な材料が除去され、最終的な複合部品が残ります。 CBAM は複数のステップから成るプロセスですが、システムのスループットは非常に高速で、Impossible Objects 社は同社の現世代のシステムを「市場で最も高速な 3D プリンターの 1 つ」と評しています。また、さまざまな材料を使用して実行することもできますが、同社は現在、カーボンファイバーとガラス繊維の強化材、およびPEEKとナイロン12熱可塑性プラスチックに重点を置いています。

△Impossible Objects CBAM-2 3Dプリンター。

複合 3D プリントサービス<br /> CBAM の複雑さと新しさを考慮して、フーバー氏は Impossible Objects に 3D 印刷サービスを提供してもらうのが最善の計画であると判断しました。これは、顧客への教育と直接的な収益の提供という 2 つの目的を果たし、CBAM の採用が増えるにつれて、最終的には機械の販売につながります。

△ カーボンファイバー PEEK 3D プリントドローンシャーシ

顧客がテクノロジーの利点と用途を理解し始めたら、CBAM を使用できるようにするコンポーネントを販売することで、Parts-as-a-Service はプロセスを市場に投入するための最適なビジネスモデルとなる可能性があります。その代わりに、彼らはテクノロジーをどのように改善するか、どのような追加機能を追加できるかについてのフィードバックを Impossible Objects に提供できます。

「現実には、新しい機械と新しいプロセスがある場合、それを設計した人は、他の人にそれを教えるよりも、より確実にそれを実行できます」とフーバー氏は指摘します。「したがって、最初に部品を自分で作れば、市場からのフィードバックをより早く得ることができます。部品の品質は十分ですか? 強度は十分ですか? 表面仕上げは十分ですか? 許容差は十分ですか?設計プロセスでフィードバックを得るのが早ければ早いほど、顧客の課題をより早く解決できます。そして、大きな製造アプリケーションと機会にたどり着いたときには、まず部品を作る必要があります。」

△ 炭素繊維PEEK梁部材

3DEO は金属 3D 印刷技術でも同じアプローチを採用し、安定した顧客の流れを築きながら、やがて機械を自社で販売する可能性も築いています。 Seurat、VulcanForms、Freeform などの新規参入企業は、独自の AM 技術を中心にマイクロファクトリーを構築することに 100% 注力しています。フーバー氏は、同社は部品印刷サービスを提供しているものの、依然としてプリンターの販売が主な事業であるとすぐに指摘した。

新しいアプリケーション、材料、機械<br /> 同社が市場機会を模索する中で、CBAM にとって興味深いニッチ市場、すなわち半導体業界向けツールの製造が特定されました。具体的には、同社は 3D プリントされたトレイ (約 12 インチ x 12 インチまたは 12 インチ x 16 インチ) を使用して回路基板を転送します。基板は 230 °C ではんだ付けされるため、トレイは高温に耐えられる必要があります。幸いなことに、カーボンファイバーと PEEK の組み合わせは、半導体製造でよく見られる有毒な環境を含む、高温やさまざまな腐食性環境に耐えることができます。さらに、素材の組み合わせにより、パレットは軽量かつ耐久性にも優れています。電子技術は常に変化しているため、新しい回路基板の設計のターンアラウンドタイムを短縮することが重要です。

△アブソリュートエレクトロニクス 3Dプリントパッド

CBAM のもう 1 つの明らかな応用分野は、航空宇宙を含む輸送です。過去数年間にわたり、Impossible Objects は空軍研究所から 700 万ドル以上の資金提供を受け、ドローン部品の 3D プリントや、より強度が高く高温に強い新素材の開発に取り組んできました。同社がこれらのプロジェクトに取り組むにつれて、自然と製品ポートフォリオ全体が改善されることになるだろう。つまり、より大きく、より高速な 3D プリンターを意味します。

△ ガラス充填およびカーボンファイバーPEEK 3Dプリントパッド

この新しいレベルの生産性を達成し、次世代のマシンを作成するために、フーバーは 2D 印刷市場から技術を引き出す機会を見出しました。「私がゼロックスにいた頃、当社は高速印刷市場に参入し、毎分300ページの印刷を非常に高い信頼性で実現しました。Impossible Objectsでは、製造市場向けの3D印刷に同様の生産性と信頼性をもたらすことに重点を置いています」とフーバー氏は語った。

フーバーは同社を完全な商業化に向けて前進させている。彼は次のように結論付けました。「私たちの意見では、3D プリントが製造業のアプリケーションに拡大するのを妨げている要因の 1 つはスピードです。Impossible Objects はこの問題を解決し、3D プリントの生産性を前例のないレベルに引き上げます。」

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