3D プリンターが製造業を「救う」ことは決してありませんでしたが、3D プリンターが急速にインダストリー 4.0 の定番になりつつある経緯をご紹介します

Jan 31, 2024

2015 年頃、3D プリンティングをめぐる見出しや騒ぎは最高潮に達しました。 もしあなたがこの話題に同意したなら、そして私たちの多くもそうしましたが、革命は近づいていました。 私たちの家には間もなく、家具から工具、交換部品に至るまであらゆるものを作成できる個人用プリンターが装備されるでしょう。 そして産業界に関しては、まったく新しい時代に入りつつありました。

「3Dプリンターは製造業を変えるだろう」とエコノミスト誌は宣言した。

実際には、誇大宣伝に応えられるようなものはあり得ません。

数年後の現在、派手な見出しはありません。 それで大丈夫です。 3D プリンティングのスーパーヒーローの時代は、製造会社内での実用的で重要な使用例に静かに取って代わられました。 それは救世主として作られたわけではありませんが、インダストリー 4.0 ツールキットの貴重なツールであることが証明されています。そして、それはまさに最初からそのように見なされるべきでした。

3D プリンティング、つまり積層造形は、過去 10 年間で確かに大きな進歩を遂げました。 しかし、業界に革命を起こすのではなく、伝統的な技術を強化することで価値を見出しています。

これを実現する 1 つの方法は、メーカーが治具などのカスタム パーツを作成するためのより迅速でシームレスな方法を提供することです。 メーカーはかつて、金属の設計図を建具製作店に送り、製品が完成するまで 6 週間以上待っていました。 3D プリントを使用すると、デザインを入力すると、約 20 分以内に強化ナイロン製の保持具が完成します。

もう 1 つの使用方法は、特定の設計会社や部品サプライヤー向けにプロトタイプを迅速に作成することです。 顧客が部品を物理的な形で見たい場合は、数回クリックするだけで 3D プリンタが部品を吐き出し始めます。

最後に、メーカーは添加剤を活用して、新規および少量生産の製品用の部品を作成しています。 製品が実現可能であることが判明する前に、高価な金型への支払いを回避することでコストを削減します。 とはいえ、製品が軌道に乗り、注文が殺到すると、ジョブごとのコストがまだ比較的高価であるため、一般的に 3D プリンターは大規模な製造にはあまり魅力的ではなくなります。 個別のプリントには数百ドルかかる場合があります。

Herbert Yu 氏が述べているように、3D プリンターはバリュー チェーン内を移動しています。 Yu は、Formlabs の収益拡大イニシアチブのディレクターです。Formlabs は、メーカーが工業品質の部品を手頃な価格で簡単に作成できるようにする 3D プリンターの製造に重点を置いています。 同社は、プロ仕様の光造形および選択的レーザー焼結 3D プリンターの世界最大のサプライヤーです。 ユウ氏によると、メーカーは製品開発に 3D プリンターを使用し始めたが、現在では最終用途の生産に 3D プリンターを導入する企業が増えているという。 3D プリンターを使用すると、メーカーは材料ポートフォリオを多様化し、イノベーション センターの設備を改善し、必要なときに追加の能力を提供できるようになります。 10年前には不当に万能薬というレッテルを貼られたかもしれないが、最近ではこの話題に関する沈黙は、3Dプリンティングが発見した現実世界の市場とほとんど一致しない。

「誰もが B2C 市場に注目していた 2014 年にバブルが崩壊したような感じでした」と Yu 氏は言います。 「残った真のプレーヤーはB2B側に集中していました。」 3D プリンティング開発者が材料特性を改善する新しい方法を見つけるにつれて、業界は成長し続けるでしょう。 「表面仕上げ、耐熱性、耐薬品性が向上する可能性があります」と彼は言います。 「先進的な材料開発を通じて、私たちが提供できるさまざまな用途が数多くあります。」

Yu 氏はまた、大量のパーソナライゼーションの傾向に注意するようにとも述べています。 Formlabs は玩具メーカーの Selfie シリーズで Hasbro HAS と協力しました。このシリーズは、ファンがセルフィーを送信し、髪の色や肌の色などのパーソナライズ オプションを選択して、カスタマイズされたミニミー スーパーヒーローを受け取る機会です。 「運用の観点だけでなくコストの観点からも、大量の製品のパーソナライゼーションを実現できる段階に達しました」と Yu 氏は言います。 同氏は、マスパーソナライゼーションの人気は今後も高まり続けると予想している。

3D プリント機能は今後も進化していきます。 私は、ハイブリッド マニュファクチャリングと呼ばれる技術がもっと登場することを期待しています。この技術では、3D プリンターがメーカーが製造しているものとほぼ同じサイズのプラスチックの塊を配置し、CNC マシンがそれをフライス加工し、研削して仕上げます。

しかし、プラスチック分野でのイノベーションだけが業界を前進させる唯一の方法ではありません。 さまざまな意味で、金属ベースの積層造形の進歩は次のフロンティアを表しています。 現在、金属印刷の最も顕著な使用例は、小型で高強度の部品に関連しています。 これらの部品の機械加工には法外な費用がかかる可能性がありますが、添加剤を使用してそれを行うことができる小さなショップが現れています。 用途は、製造業向けの小型歯車から医療機器の主要部品まで多岐にわたります。

次に大きな金属パーツが登場します。 機械がぐるぐると材料を堆積させながら、高さ10フィート、幅4フィートもの大きな金属部品を作成することはすでに可能です。 これらの機械は小さな部品を印刷する機械ほど正確ではない傾向がありますが、その精度は向上しつつあります。 それはメーカーにとってエキサイティングなことを意味します。

一部のメーカーでは、3D プリンターは工場見学の子供たちに感動を与えるために起動されるものになっていました。 確かに、「おお」や「ああ」を生み出す能力を軽視すべきではありません。以前にも書いたように、新時代の製造業の高度な機能に興奮する若者がもっと必要です。

しかし、3D プリントは単なるショーポニーではありません。 より多くの企業が製造現場を最新のインダストリー 4.0 テクノロジーで更新するにつれ、3D プリンティングは武器の定番となる可能性があり、そうすべきです。 金属という次のフロンティアは、さらに多くの価値をもたらすことを約束します。

3D プリンティングは 10 年前に始まった誇大広告を満たしていないかもしれませんが、マージンと納期の改善に役立つ製造現場で急速にテクノロジーの重要な賭けとなりつつあります。 アディティブ マニュファクチャリング市場は 2026 年までに 2 倍になると予測されています。そのため、3D プリンティングを生産ラインに統合する方法をまだ見つけていない場合は、潜在的な成長の可能性が十分に残されていることになります。