積層造形に関する質問への回答

Jul 30, 2023

画像出典: Zyabich/Creatas Video+/Getty Images Plus via Getty Images

積層造形についてご質問がある場合は、専門家がお手伝いいたします。 ASTM から ISO、無数の添加剤メーカーに至るまで、お客様の特定の用途に対応できる組織が存在します。

Terry Wohlers は、積層造形の第一人者です。 彼は、Wohlers Report (2023 年レポートは 3 月に発表されました) で、業界関係者が信頼するようになった洞察を提供しています。

積層造形における新たな展開が生まれつつある、と彼は指摘する。 「大きな部品に対する需要が見られますが、それは過去 12 か月で本当に高まったと思います。」

これらは、明らかに大部分の部品の供給源である航空宇宙産業だけでなく、映画、テレビ、テーマパークなどのエンターテイメント産業にも使用されています。 そして、大型部品の市場規模は非常に大きいです。

ウォーラーズ氏は、ベンチャーキャピタル、買収、政府機関からの投資など、「投資は依然として好調だ」と語る。 「私が言っているのは米国だけではなく、世界中で、さまざまな種類の企業に対する投資が好調です。」 全体として業界の成長はパンデミックからの力強い回復を示していると同氏は指摘する。

付加技術について疑問があるのは、あなただけではありません。 ウォラーズ氏は、メーカーからこの技術に関してさまざまな質問を受けると語った。 「一般的にはあちこちにありますが、テーマは、将来についての洞察を得ることが多いです。その理由の一部は、それが私たちのビジネスだからです。私たちは現状とそれが将来どこに向かっているのかを理解しようと努めています。」

Wohlers Report 2023 には、この主題に関する新しいセクションが含まれています。 今年のレポートでは、業界標準と全体的な品質がどのように目標を動かしているかについて説明します。 「企業や機械によって異なりますが、機械メーカーの品質には改善の余地があります。」

「何年もの間、このレポートは機械を中心としたものでした。私たちは、企業がテクノロジーをどのように活用しているかについてのユースケースや産業例にもっとシフトしようと努めてきました。ほとんどの読者は、企業が機械、材料、材料をどのように使用しているかに関心があると思います。」ソフトウェア、そして何が機能し、何が機能しないのか。それが重要であると私たちは信じています。」

「積層造形技術に関する ASTM 委員会 F42 は 2009 年に設立されました。F42 は年に 2 回、通常は春と秋 (それぞれ米国と米国以外) に会合し、約 150 人以上のメンバーが 2 日間の技術会議に出席します。この委員会は、 38 か国の 1,200 人を超える専門家と 8 つの技術分科会がメンバーです。F42 によって開発されたすべての規格は、ASTM 規格年次書、第 10.04 巻に掲載されています。」

-ASTM https://www.astm.org/get-involved/technical-committees/committee-f42

NIST は添加剤の研究にも取り組んでいます。 NIST によれば、「この分野が成熟するにつれ、現在では芸術のようなものを科学に移行することが、産業界での利用を拡大するために重要になるでしょう。この移行は測定、そして最終的には標準に依存します。測定科学の研究とその中核的使命を通じて、標準の開発に向けて、NIST は米国の産業界と協力してこれらの変化を主導しています。」

これらのプログラムには、工学研究所の積層造形のための測定科学 (MSAM)、材料測定研究所、および物理測定研究所が含まれます。

Wohlers 氏は、これまでに ASTM International の F42 および ISO/TC 261 委員会から 49 の積層造形業界標準が発行されていると指摘しました。 ウォーラーズ氏によると、2人は協力して一部の製品を共同開発し、共同ブランド化したという。 多くの同じ人々が競合する標準を開発することは意味がありません。 同氏は、積層造形に関連する約70の作業項目が現在F42によって開発中であると述べた。

標準の重要性はさまざまな業界でよく理解されています。

America Makes の創設ディレクターであり、国立国防製造・機械加工センターの元社長兼 CEO であるラルフ・レズニック氏は、ASTM サイトで次のように述べています。「生産されるものはすべて、一貫性があり、安全で、 「私たちは積層造形で物を作るためのルールと方法を形式化できる必要があり、それが標準が非常に重要である理由です。」

詳細については、https://amcoe.org/standards-activities をご覧ください。

規格は重要ですが、積層造形に向けた準備を整える方法は他にもいくつかあります。

ウォラーズ氏は、おそらく決断力が成功を予測する最良の因子であると言う。 「積層造形の道を進んで、手を上げて『まあ、試してみた』と言う人もいます。 他の人たちはそれを成功させようと決意しています。」

他のものと同様に、積層造形業界も機会と障害に直面しているとウォーラーズ氏は指摘しました。 機会に関してウォーラーズ氏は、メーカーは「新しい方法で製品を設計することで製品の性能を向上させることができる。例としてはGEエアロスペース社のジェットエンジン部品が挙げられる。一部の設計はより効率的で長持ちするものであり、これがそうすべき説得力のある理由だ」と述べた。こっちだよ。」

「新しいビジネスモデルは付加的な結果として生まれます」とWohlers氏は付け加えます。 一例は、Smith のカスタムフィット スキー ゴーグル製品です。 「私はこの製品を持っていますが、手袋のようにフィットします」と彼は言います。 これは、眼鏡、靴、その他のパーソナライズされた製品にも適用できます。

課題も存在します。 「私の意見では、コストは最高に近いです」とウォラーズ氏は言う。 「量を増やすと、従来の製造と競合することになります。材料、機械、新しいワークフローのコストが、ビジネスケースを構築できるかどうかを決定する要素です。構築速度もコストに影響します。速度を 3 倍にすると、このマシンの場合、1 台分の価格で 3 台のマシンを入手できるようなものです。」

積層造形を活用した設計は、多くの企業が見落としている考慮事項です。 特に航空宇宙とヘルスケアの分野では、もう 1 つの障害となるのが資格/認定です。 「私たちは現在、業界標準を持っていますが、その理解と採用はそれほど強力ではないため、さらに多くの標準が必要です。他の業界には何百もの標準があります。」

「これらは最大の課題の一つです」と彼は言います。 課題はあるものの、航空宇宙など、少数で生産される複雑な部品にはチャンスが存在します。

アルゴンヌ国立研究所は次のように述べています。「積層造形は、コンポーネントの独自のマクロ構造設計と材料のミクロ構造設計を可能にすることで、工学設計と製造に新しいパラダイムを提供します。」

この新しいパラダイムは、あなたの組織が探しているテクノロジーかもしれません。

Wohlers Report 2023 の詳細については、https://wohlersassociates.com をご覧ください。

その他のリソース: https://www.nist.gov/additive-manufacturing | https://amcoe.org/standards-activities。

詳細については、https://www.qualitymag.com/search?q=additive+manufacturing をご覧ください。

ミシェル・バンガートはクオリティ・マガジンの編集長です。 彼女への連絡先は[email protected]です。