3D プリントがプラスチック加工業界をどう変えるか

ポール・K・ステック | 2023 年 2 月 22 日

それは未来ではなく、現在です。 そしてこれがその証拠です。 過去数年間の 3D プリンティングの進歩は目まぐるしく、その影響は多くの業界にも及んでいます。 医療用補綴物から住宅建設、都市や町の物理的インフラに至るまで、あらゆるものがこの技術の応用で実現可能であることが実証されています。 すべてではないにしても、ほとんどの業界が 3D プリンティングのメリットを活用しています。 アウディモーターズはすでにいくつかの特定の部品を製造するためにそれを使用しており、3D プリンターと部品は軍艦にも搭載されており、多くの軍事シナリオで戦術的に使用されています。

では、3D プリンティングは次にどこに大胆に向かうのでしょうか? 宇宙空間はどうでしょうか？

人間の組織を印刷するように設計されたバイオプリンターは、2019 年から国際宇宙ステーションに設置されています。そう遠くない将来、さらなる宇宙探査には 3D 印刷技術が必要になるでしょう。 私たちが別の惑星への植民地化を計画する場合、3D プリントを利用すれば、土着の材料を使って住居やその他の構造物を迅速に、そしてよりコスト効率よく建設できるようになります。 これが現実になるまであと少しです。

NASA は 3D プリンティングの使用にどっぷりと浸っています。 2019年12月、同社はプログラムに関する文書「3Dプリンティングによる長期宇宙飛行の課題の解決」を発表した。 NASA マーシャル宇宙飛行センター (MSFC) の宇宙製造 (ISM) プロジェクトは、長期航海中の日常的なニーズに応じてスペアパーツ、ツール、材料をオンデマンドで生産し、予期せぬ事態に迅速に対応できるようにすることに重点を置いています。 3D プリンティング技術を使用した宇宙内製造が解決策となる可能性があります。 無重力条件下での 3D プリンティングでは、すでに数十の部品の製造に成功しており、重力の欠如がアイテムの信頼性や品質にほとんど影響を与えないことが実証されています。

製造業にとって、3D プリンティングと付加技術には次のような利点があります。

大判印刷では、多くの場合、部品を溶接する必要がなくなり、人件費と時間が削減され、部品の全体的な強度が向上します。 たとえば、私たちは最近、パリでの顧客の展示会用にプロトタイプを作成し、時間と費用を節約しました。 プロトタイピングを超えて、迅速かつ低コストの短期生産が現実になりました。

ここで疑問が生じます: 他の従来のプラスチック成形プロセスは時代遅れになるのでしょうか?

3D プリンティングには多くの利点がありますが、従来の製造方法を完全に置き換えることはできません。 これはまだ発展途上のテクノロジーであり、製品開発アプローチを選択する際に考慮すべきハードルがあります。 メーカーや製品設計者は、これを従来の生産を補完するプロセスとして捉える必要があります。 その特性を利用して製品デザインを強化したり、他の方法では作ることが不可能な部品を作成したりすることもあります。 しかし、近い将来、3D プリンティングと積層技術が特定のプラスチック成形プロセスに取って代わる可能性があります。 なぜ？ なぜなら、高価なシリコンやゴムの型が不要になるだけでなく、上で挙げたその他の利点もなくなるからです。 当社自身も 2022 年に 17.5% の成長を遂げましたが、その一部は積層造形によるものです。 3Dプリンターを製造する会社の筐体も製造しています。

彼の記事では、「3D プリンティングは製造業の未来ですか?」 Industry Today で David Spergel 氏は、未来は近づいていると主張しています。 3D プリンティングを利用した迅速かつ手頃な価格の大量生産は、より高速かつ低コストになる必要があります。 現在、積層造形は、小規模な生産には便利ですが、全体として大規模な生産には遅すぎます。 それにも関わらず、このテクノロジーはそのフットプリントを拡大し、既存のプロセスと組み合わせ続けます。 3D プリンティングが成熟するにつれて、生産者はそこから利益を得るための独自の計画を立てることになります。 大規模な効率化を図るため、ほとんどの商品の後処理サイクルは手間がかかりますが、当社はプラスチック部品の高品質な仕上げに特化しており、3D 部品がそのレベルを提供できることを比較比較で証明しています。 OEM が要求する品質。

3D プリントには欠点はありますか? スタッフの学習に時間がかかるだけでなく、このプロセスではやや粗いテクスチャーの出力が生成されるため、専門的な仕上げが必要です。 すべての企業がこれに対応できるわけではありません。 前述したように、Exothermic Molding は 3D スペースに参入する前に、すでに社内で自動車品質の仕上げを行っていました。 正しく行うと、下の写真でわかるように、並べて比較したときに成形部品と添加剤部品を区別することはほとんど不可能です。

このテクノロジーの新しい開発のスピードは驚くべきものです。 大判 3D プリンタを購入して設置してからほんの短期間で、メーカーはマシンの速度を 3 倍向上させることができました。

経営者は、急速に変化するテクノロジーに遅れを取らないように、自社に投資する必要があります。 この投資は、これらのサービスに対する需要の高まりに基づいて、迅速な投資収益率をもたらします。 さらに、多くの投資は研究開発税額控除の対象となる場合があります。 そして、ビジネスオーナーは従業員にも投資する必要があります。 Exothermic では、積層造形におけるお客様の増大するニーズに対応するため、社内に専用の営業部門を設立しました。 当社は、人事コンサルタントと協力して、初級レベルの従業員が一連の能力レベルを開発し、進歩するためのキャリアパスを作成しました。

最終的に、製造における新たな次元が到来したことは間違いありません。

著者について

Paul K. Steck は、ニュージャージー州ケニルワースにある 3 代目の家族経営の特殊プラスチック メーカーである Exothermic Molding Inc. の社長であり、ヘルスケア、実験科学、防衛などのさまざまな分野にサービスを提供しています。

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