国際製造技術展（IMTS）2022の2日目には、3Dプリンティングで長らく知られてきた「デジタル化」と「自動化」が、ますます業界の現実を反映していることが明らかになりました。
IMTS2日目の冒頭、キヤノンのセールスエンジニア、グラント・ザホルスキー氏が、自動化が製造業の人員不足の克服にどのように役立つかについてのセッションをモデレーターとして登壇しました。ショールームに出展された各社は、コスト、リードタイム、形状を考慮しながら部品の最適化を図りながら、人的工夫を最小限に抑える主要な製品アップデートを発表し、イベント全体の雰囲気を決定づけたと言えるでしょう。
メーカーがこの変化が何を意味するかを理解できるように、3D Printing Industry の Paul Hanafi 氏はシカゴでのライブ イベントを 1 日かけて取材し、IMTS の最新ニュースを以下にまとめました。
自動化における様々な進歩 IMTSでは、3Dプリントの自動化を支援する多くの技術が紹介されましたが、これらの技術はそれぞれ大きく異なる形態をとっています。例えば、シーメンスのカンファレンスでは、積層造形事業マネージャーのティム・ベル氏が「製造業のデジタル化において3Dプリントに勝る技術はない」と述べました。
しかし、シーメンスにとってこれは、工場の設計をデジタル化し、シーメンス・モビリティの子会社であるシーメンス・モビリティの技術を活用して900点以上の鉄道車両用スペアパーツをデジタル化し、オンデマンドでプリントできるようにすることを意味します。ベル氏は、「3Dプリントの産業化を加速させる」ために、同社はドイツ、中国、シンガポール、米国に開設した革新的なCATCHスペースに投資してきたと述べています。
一方、3D Systems傘下のソフトウェア開発会社Oqtonのゼネラルマネージャー、ベン・シュラウウェン氏は、3Dプリンティング業界に対し、同社の機械学習（ML）ベースの技術が部品設計と製造の自動化をさらに推進する可能性について説明しました。同社の技術は、様々な機械学習モデルを用いて、工作機械とCADソフトウェアの設定を自動作成し、組み立て結果を最適化するものです。
シュラウウェン氏によると、オクトン社の製品を使用する主なメリットの一つは、あらゆる機械で「改造なしで16度のオーバーハング」の金属部品を印刷できることです。この技術は既に医療・歯科業界で普及が進んでおり、石油・ガス、エネルギー、自動車、防衛、航空宇宙業界でも近いうちに需要が見込まれるとシュラウウェン氏は述べています。
「OqtonはMESをベースに、完全に接続されたIoTプラットフォームを備えているため、生産環境で何が起こっているかを把握できます」とシュラウウェン氏は説明します。「最初に参入した業界は歯科でした。現在、エネルギー業界への進出を進めています。システムには膨大なデータが蓄積されているため、認証レポートの自動生成が容易で、石油・ガス業界はその好例です。」
Velo3DとOptomecによる航空宇宙アプリケーション Velo3Dは、印象的な航空宇宙用3Dプリンターを展示し、定期的に展示会に出展しています。IMTS 2022でも期待を裏切らない素晴らしい成果を収めました。同社のブースでは、サファイア3Dプリンターを用いて内部支持材のないロケット用チタン燃料タンクを製作することに成功しました。
「従来はサポート構造が必要で、それを除去しなければなりませんでした」と、Velo3Dの技術事業開発マネージャー、マット・カレシュ氏は説明します。「すると、残留物によって表面が非常に荒れてしまいます。除去プロセス自体もコストがかかり複雑で、パフォーマンスの問題も発生します。」
IMTSに先立ち、Velo3DはM300工具鋼がサファイア用として認定されたことを発表しました。また、ブースではこの合金で作られた部品を初めて展示しました。この金属の高い強度と硬度は、射出成形用のプリントを検討している様々な自動車メーカーや、金型製造や射出成形への使用を検討している他の企業にとって関心の高い材料となっています。
一方、航空宇宙産業に特化した発表会では、オプトメック社がホフマン社の子会社と共同開発した初のシステム、LENS CS250 3Dプリンターを発表しました。完全自動化された生産セルは、単独で稼働することも、他のセルと連携して稼働させることで、個々の部品を製造したり、摩耗したタービンブレードなどの建物を修理したりすることも可能です。
これらは通常、メンテナンス・オーバーホール（MRO）用に設計されていますが、オプトメックの地域営業マネージャーであるカレン・マンリー氏は、材料の適格性評価にも大きな可能性を秘めていると説明しています。システムの4つの材料フィーダーはそれぞれ独立して材料を供給できるため、「粉末を混ぜる代わりに、合金を設計して印刷することも可能」であり、耐摩耗コーティングも作成できるとマンリー氏は言います。
フォトポリマー分野では、2つの注目すべき進展がありました。1つ目は、ストラタシスの子会社であるオリジン社が製造するOne 3Dプリンター向けのP3 Deflect 120の発売です。親会社であるオリジン社とエボニック社の新たなパートナーシップにより、この材料はブロー成形向けに開発されました。ブロー成形は、部品を120℃まで加熱して変形させるプロセスです。
この材料の信頼性は Origin One で検証されており、Evonik 社によると、同社のテストではこのポリマーで製造される部品は競合の DLP プリンターで製造される部品より 10 パーセント強度が高いことが示されており、Stratasys 社ではこのことがシステムの魅力をさらに広げると期待している (強力なオープン マテリアル認証)。
機械の改良点としては、Inkbit Vista 3Dプリンターも、最初のシステムがサンゴバン社に出荷されてからわずか数か月後に発表されました。展示会で、InkbitのCEOであるダビデ・マリーニ氏は、「業界ではマテリアルブラストは試作用だと考えられている」と説明しましたが、同社の新型機械の精度、生産量、そして拡張性は、この認識を覆すものです。
このマシンは溶融ワックスを用いて複数の材料から部品を製造でき、ビルドプレートは最大42%の密度まで充填可能で、マリーニ氏はこれを「世界記録」と表現しています。また、リニアテクノロジーを採用しているため、将来的にはロボットアームなどの補助装置とのハイブリッド化も可能な柔軟性を備えているとマリーニ氏は示唆していますが、これはあくまで「長期的な」目標であると付け加えています。
「私たちは画期的な進歩を遂げ、インクジェットこそが最高の生産技術であることを証明しようとしています」とマリーニは締めくくります。「現在、私たちの最大の関心事はロボット工学です。商品の保管と出荷を行う倉庫の部品を製造するロボット企業に、この機械を納品しました。」
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画像は、IMTS 2022開催中のシカゴのマコーミック・プレイスの入り口です。撮影：ポール・ハナフィ。
ポールは歴史学部とジャーナリズム学部を卒業し、テクノロジーに関する最新ニュースを学ぶことに熱心です。