「3Dコールドプリンティング」の産業化？ CGKグループはLargix 3Dプリントシステムを使用して産業用石油貯蔵タンクのコストを50％削減しました

アンタークティック・ベアは、ベルギーの化学処理会社CGKグループが最大13フィートの大きさの貯蔵容器を3Dプリントする計画で、「コールド3Dプリント」と呼ばれる新しい手法を使用していることを海外メディアから知りました。
CGK グループは、従来の手作業によるプロセスではなく、Largix のロボットと機械学習を活用したプラットフォームを使用してタンクを製造し、連続サイクルで製造を完了して全体的な製造コストを半分に削減できると期待しています。
CGKグループのCEO、ティル・シャルル氏はイスラエル・タイムズ紙に次のように語った。「現在、当社は半製品を使用してカスタマイズされた容器を製造しています。従来の製造方法では多くの手作業が必要であり、3Dプリントプラットフォームの導入により、労働力への依存が大幅に軽減され、生産性が向上し、形状や新素材の新たな機会が生まれます。この新しい製造モデルは、当業界にとってゲームチェンジャーとなると期待しています。結局のところ、この技術をこれまで使用した人は誰もいませんし、コストを最大50%削減できるでしょう。」
△Largix-3Dプリントコンテナの使用
「3Dコールドプリント」方式
イスラエルのコカヴ・ヤイルでロネン・オール氏とアミール・シーロ氏が共同設立した Largix 社は、いわゆる「真に大規模な生産プロセス」を可能にするロボット 3D プリンターの開発を専門としている。この産業規模の目標を念頭に、同社は「コールド 3D プリンティング」と呼ぶ自律堆積技術を搭載した大規模生産プラットフォームを考案しました。
実際には、このシステムは、移動式ロボットアームに取り付けられた一連のノズルを通じて材料を堆積させ、最大 350cm x 300cm の大きさの構造物を建てることができます。興味深いことに、その際に同社によれば、同社のプラットフォームはセンサーデータと機械学習を使用して、製造された物体が目標の業界基準を満たすために必要な接着強度と溶接強度を備えていることを保証できるという。
Largix 社によれば、同社のマシンはポリプロピレンやポリエチレンなど、他の大型システムでは印刷が難しいポリマーにも対応しており、デバイスの自動化と相まって、半自動または手動のワークフローに縛られているメーカーのニーズに独自に適合する可能性があるという。
オー氏は次のように説明しています。「当社は伝統的な産業で20年以上の実績があり、伝統的な製品製造の豊富な経験を持っています。これを活かして、真に産業規模の製品生産を可能にする3Dプリント技術を開発し、さまざまな業界にわたるポリマーや複合材から作られるカスタム製品の従来の労働集約的な設計と生産を改革することを決意しました。」
△Largixの生産プラットフォームは、部屋サイズのコンテナを3Dプリントできると言われています。画像提供：Largix。
CGKのコンテナ3Dプリント計画<br /> このシステムの大規模な 3D 印刷機能を考慮して、Orr 氏と Sheelo 氏は、主に食品、化学、化粧品業界で広く使用されているポリマー容器を製造する手段としてこれを販売しています。実際、両社は、付加製造を採用することで、ユーザーは納期を半分に短縮し、ワークフローの効率を 15 倍に高め、完全にカスタマイズされたコンテナを構築できると述べています。
CGKグループは、製造業におけるLargix社の技術の可能性に着目し、2019年に同社に初めて投資し、現在は化学タンク製造にこのプロセスを導入することを検討している。 CGK は、この機械を 1 台発注した後、現在手作業で行っている面倒な容器製造プロセスを置き換え、自動化機能を活用して「1 日 25 時間の生産」を実現したいと考えています。
Largix 社の観点から見ると、同社の技術は、工業化に必要な規模、コスト、材料効率を備えているため、大規模なアプリケーションに対応できる可能性があります。 CGK グループによる同社の技術の採用はその証拠であり、同社は今年後半に商用製品を発売する予定だ。
オー氏はさらに次のように付け加えた。「当社の次のステップは、より大規模な市場、つまり建物やインフラ建設向けのソリューションを提供することです。現在、ほとんどのカスタム建設は手作業で行われています。当社はすでに業界のリーダーと連携し、当社の特許技術に基づいたソリューションを設計しています。このソリューションは建設業界に大きな革新をもたらすでしょう。」
△3Dプリンティングは航空機燃料タンクの製造に応用されています。画像はVelo3Dより。
Largix によるポリマー印刷<br /> 表面的には、ラージックスが「大規模な産業用石油貯蔵タンクを製造できる世界初の3Dプリンター」を開発したという主張は理にかなっているように思える。現在、積層造形法で製造されている石油貯蔵タンクに最も近いものは金属製の燃料タンクだが、その目的はまったく異なるからだ。
ロッキード・マーティンは数年前から燃料タンクなどの部品の製造に3Dプリントを使用しており、最初の使用事例は2014年にストラタシス・ダイレクトと協力し、15フィートの燃料タンクのプロトタイプを積層製造したときまでさかのぼります。この部品は、衛星の形状、適合性、機能の検証アプリケーションに対応するように設計されていると言われており、ロッキード・マーティンが製品をほぼ半分の時間とコストで市場に投入するのに役立つという。
さらに最近では、2019年8月にストラスクライド大学とエアバス・ディフェンス・アンド・スペースの研究者らも、3Dプリント燃料タンクの実現可能性に関する調査を開始した。このプロジェクトでは、組織がTWIと協力して、どの方法がよりコスト競争力があり、タンクの生産に適しているかを判断し、英国で生産を開始する計画です。
3D冷間印刷超硬合金に関する国内研究<br /> 実際、3Dコールドプリントの概念は中国で提案され、伝統的な超硬合金の製造研究に応用されていますが、印刷原材料の形態はLargixが使用するポリマーフィラメントとは大きく異なります。
北京科技大学の張欣悦博士らは、3D印刷技術と懸濁液スラリー調製技術、およびその場凝固技術を組み合わせ、3Dコールド印刷技術を提案した。印刷材料として高固形分含有量の金属/セラミック懸濁液スラリーを使用し、高エネルギービームを使用する代わりに、スラリーを押し出しによって層ごとに堆積および凝固させ、複雑な金属/セラミック部品の3次元印刷を実現する。さらに、張博士は、複数の懸濁スラリーの同時印刷に適したマルチプリントヘッド形成装置を提案し、傾斜複合材料の設計と準備における3Dコールドプリントの独自の利点を十分に探求しました。
△3D冷間印刷カーバイドピックと傾斜鋼結合カーバイドピックブランク

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