RAPID + TCT 2023 で 3D プリンティングが北米の労働力に参入

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3D プリンティングに特化した北米有数の展示会である RAPID + TCT は、北米大陸の積層造形 (AM) 産業の発展をユニークに垣間見ることができます。今年のイベントでは、工業生産エコシステムへの統合という、この分野の進化の最新段階が紹介されました。このテクノロジーはもはやプロトタイピングツールとしてのインターンではなく、入門レベルの治具や治具の見習いでもありません。 AM は最終コンポーネントを生産するために製造労働力に参入しています。

これはイベントで行われたプレゼンテーションによって部分的に証明されました。「病院ベースの 3D プリンティングに関する規制上の考慮事項」のような講演は、単に 3D プリンティングされたアイテムを認定し、その技術を証明することを目的としたものではありませんでした。むしろ、それらはより微妙なものでした。例えば、メイヨークリニックの神経内科医であるジョナサン・モリス博士は、業界はAMを確実に医療に統合するために米国食品医薬品局と積極的に協力しているレベルにあり、ますますその段階にあると述べた。お手入れ。

「私たちの施設は、大規模なポイントオブケア製造施設であると思いますが、FDAコミュニティと手を携えて、これに向けて一歩ずつ歩んできたと言えます。だから、『おい、全部止めろ』と言うようなショッカーは来ない」とモリス氏は語った。「FDAは患者のニーズと患者へのリスクも考慮し、バランスを見つけようとしているので、協力するのは素晴らしいことだ」と同氏は語った。「これは次の進化だと思います。臨床医がおそらくその一部を支援してくれることを願っています。そうすれば、私たちは共通の合意に達することができます。」

過去のイベントでは、AM が最終部品を製造する準備ができていることを参加者に納得させることが目的でしたが、「産業基盤の破壊」では、継ぎ目のない戦車の船体全体を 3D プリントすることが目的でした。ダレン・ワーナー少将は、重要なコンポーネントに 3D プリントが使用できることを証明する方法を尋ねる聴衆の中にいなかった。実際、彼は、MELD CEO のナンシーハードウィックに、彼女の摩擦撹拌積層造形を戦車車体の製造に使用できるかどうかを尋ねたときに始めたプロジェクトの議論を主導していました。

「積層造形により、ツールや治具のプリントオンデマンド作成が可能になり、迅速かつ効率的なアップグレードや新しい生産施設全体の作成が可能になります。この新しいプラットフォームの一部として、はるかに大型の鍛造部品や鋳造部品の開発に取り組み始めることができます。彼らをしばしば悩ませているサプライチェーンの問題の一部を軽減するためです」とヴェルナー氏は語った。「生産規模はもはや障害ではなくなり、従来の鋳造や鍛造ではこれまでに達成できなかったより複雑な形状を作成できるため、部品の強化と最適化が可能になり、前進することができます。」

2 つの主要な AM プレーヤーが今年のイベントに参加しなかったのは、テクノロジーの現在の段階だったのかもしれません。 CarbonとDesktop MetalはRAPID+TCTへの参加を控えた。ラピッドプロトタイピングをルーツとする展示会ではなく、工業製造に特化した展示会での展示を望んでいる可能性はあるが、カーボンとデスクトップのコスト削減策を考慮すると、両社は財政的に不確実な時期に経費を削減している可能性が高い。去年はメタルがかかりました。

MELD テクノロジーを使用して 3D プリントされた R2D2 モデル。

これにより、MELD や Foundry Lab のような小規模で急成長している企業が目立つようになりました。この 2 つは今年最もエキサイティングなテクノロジーを備えていました。 MELD の撹拌摩擦溶接は、運動エネルギーを使用して低コストのストック金属をほぼペーストのように動作させ、その時点で材料は信じられないほどの速度で巨大な部品を構築します。実際、大型金属部品にはこれに匹敵する技術はなく、低速で競合する指向性エネルギー蒸着プロセスはコストと腐食性が高くなります。

3DPOD エピソード 147: MELD の COO、Tim Bell によるソリッドステートメタル 3D プリンティング

「皆さんの中には、『なぜ継ぎ目のない船体を製造できる機械を追求するのか？この技術の直接的な利点は何ですか？』と疑問に思っている人もいると思います。」とヴェルナー少将はメインステージの観衆に語った。「この問題を検討した結果、私たちのチームは、特に生存性と軽量化の観点から、最終的に戦闘車両を一体型の家に移行する必要がある即時の性能上の利点があると結論付けました。残念ながら、従来の製造ではコストが法外に高くなります。」

3DPOD エピソード 140: Foundry Lab CEO、David Moodie によるデジタル金属鋳造

Foundry Lab は、間接的な部品の製造を非常に革新的に取り入れた小型の金属部品に特化しています。この技術は、砂型を製造するために社内で開発されたバインダージェットシステムから始まります。このシステムでは、金属インゴットを特殊なマイクロ波炉で鋳造するために簡単に配置できます。 Markforged と Desktop Metal はかつてマイクロ波焼結技術を約束していましたが、Foundry Lab は実際にそれを実現しました。ただし、この技術は金属射出成形粉末に依存するのではなく、実際の鋳造部品を備えた標準的な金属インゴットを使用します。さらに、材料特性は、メーカーが鋳造サプライヤーに期待するものと一致します。ニュージーランドとカリフォルニアに拠点を構えているこのスタートアップは、すぐにキャスティングを再開することができます。

このイベントではリショアリングとサプライチェーンの回復力が共通のテーマであり、先進的な現地製造の新時代に向けた生産への AM の統合を実証しました。そのため、多くの企業の事業拡大のニュースには、海外に営業所を開設するだけでなく、製造施設も含まれていました。これは DMG 森と Visitech の場合に当てはまり、両社とも米国で設備を建設する予定です。DMG 森にとって、これは高度なビーム制御を備えた新しい SLM 30 をカリフォルニア州デービスの自社サイトで生産することを意味します。 Visitech社では、アダム・クンツマン氏が主要サプライヤーであるテキサス・インスツルメンツ近くのテキサス州ダラス郊外の工場を率いることになる。後者の話については、別の記事で詳しく説明します。

一方、多数の中国メーカーがRAPID + TCTに参加しており、どちらもデジタル技術を活用して現地生産するという西側企業のニーズを察知し、国内市場の限界を超えて成長している。これには、おそらく中国国外で販売する金属レーザー粉末床融合（LPBF）装置の最初と 2 番目のメーカーである Farsoon と EPlus のほか、つい最近国外への拡大を始めた Bright Laser Technologies、HBD、Avimetal も含まれます。。彼ら全員が異なる戦略と強みを発揮していますが、これについては別の記事で説明します。

中国はもはや西洋のチョーチケの製造に満足しておらず、同国の先進技術は目もくらむような速度で成長しているため、EOS、SLM Solutions/Nikon、GE、さらには Velo3D などの企業は震え上がっているはずだ。中国企業の足を引っ張っている可能性がある唯一のことは、ITAR と航空宇宙、防衛、医療生産に関連するその他の規制であり、地政学的な理由から中国企業にとってこれらの規制を満たすのは容易ではないかもしれない。

これらの企業はすべて競争するため、リショアリングだけでなく、サプライチェーンの冗長性も実現しています。 DMG 森がヨーロッパ、アジア、北米に生産拠点を持つのと同じように、十分な顧客があれば、ファースーンが米国で PBF マシンの製造を開始する可能性も考えられます。こうすることで、AM ユーザーだけでなく、サプライチェーンの混乱に対する保険としてテクノロジーを活用できますが、自社の AM 機器にも冗長性を持たせることになります。

このような成果を得るために必要なのは、そのテクノロジーが広く普及することだけです。 AM は通常の有機的成長のロードマップを経験していないため、すべての兆候はそうなることを示しています。それは各国政府によって後押しされています。このことは、さまざまなプログラムで 3D プリンティングが実施されている NASA のダレン・ワーナー少将とオマー・ミレレス氏のプレゼンテーションだけでなく、NIST のフロリダ支社であるフロリダ・メイクスのサプライヤー開発ディレクター、マイケル・アラー氏によっても示されました。アラー氏は、「先進製造業におけるサプライチェーンの回復力のサポート: NIST 製造拡張パートナーシップサプライヤーサービス」と題したプレゼンテーションで、連邦政府が明示的に AM を強化している無数の方法について説明しました。

NIST は、全 50 州とプエルトリコにある 51 か所の製造業拡張パートナーシップ (MEP) センターのネットワークを通じて、さまざまな方法を使用して製造業者を支援できます。これらには、リソース、トレーニング、ネットワーキング、評価、認定、オーダーメイドの取り組みなどの調達およびサプライチェーンのリスク管理ソリューションのほか、バイ・アメリカ、超党派のインフラ法、CHIPSなどの立法および行政措置によって可能になるサプライヤーのスカウトが含まれます。科学法、インフレ抑制法。 NIST は Connex Marketplace も主催しています。これは、サプライヤーとバイヤー (および一部) を結び付ける連邦の Xometry に似ています。

2009 年の米国復興・再投資法以来、サプライヤー発掘の進化は着実に進んでいますが、「アメリカのサプライチェーン」大統領令 14017 のような最近の動きにより、さらに加速しています。 MEP ネットワークの能力は、2022 年 9 月にフロリダ州を襲ったハリケーンイアンの余波で効果的に実証されました。フロリダ州当局が緊急医療のために野戦病院を設置し設備を整える必要があったとき、除細動器と関連アクセサリの供給のためにフロリダメーカーを利用しました。その後、組織は ME National Network と Connex Marketplace を通じて連絡を取り、マサチューセッツ州の除細動器メーカーである Zoll Medical Corporation を見つけました。同社は、嵐が襲来してから 3 日以内に、48 時間以内に商品を届けることができました。

上記に加えて、アラー氏は、最近の法改正がどのように NIST に大きな後押しを与えたかについても説明しました。たとえば、CHIPS および科学法により、今後 2 年間で MEP ネットワークに 2,000 万ドル以上が投資される予定です。これは、AM サプライヤーが Connex マーケットプレイスに参加できるようになり、プラットフォーム上で顧客とつながることができることを意味します。これを行うには、地元の MEP センターに接続します。

興味深いのは、アラー氏がネットワークの有効性を強調するためにハリケーン関連の緊急事態を例に挙げたことだ。なぜなら、次のサプライチェーン危機は戦争やパンデミックに関連しているかもしれないが、異常気象現象が地球温暖化によって引き起こされることは疑いの余地がないからである。今後の商品の配送にも影響が出てきます。サプライチェーンの回復力と脱炭素化に資金が投入される中、AM やその他のデジタル製造ツールがこの資金の主な受益者となるでしょう。転じて、これは

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