3D印刷または積層造形は、多くの重要な産業に大きな変化をもたらしています。 企業は、完全に機能する車からミシュランで見つめられた夕食まで、あらゆるものを印刷し始めています。 医学研究機関は、機能している体の部分を印刷することさえ実験しました。
最近、積層造形はその実用的な多様性を示しました。 これは、COVID-19によってもたらされる前例のない課題のいくつかに取り組むための強力なツールになりつつあります。 医療従事者に個人用保護具を提供し、患者に人工呼吸器を提供するのを支援します。
3D印刷（アディティブマニュファクチャリングとも呼ばれます）などの高度な製造ツールは、この最適化が必要なパフォーマンスに敏感なアプリケーションのタイプに不可欠です。
3D印刷は、生産量が少ないほどコスト競争力があります。 セットアップコストを相殺するために規模の経済に到達する必要がないためです。 したがって、ジェネレーティブデザインが可能にするマスカスタマイゼーションを容易にします。 3D印刷のコストが下がり続け、材料の種類が増えるにつれ、3D印刷は、ますます多くのアプリケーションの小中量部品に実用的になりつつあります。
電気自動車と自動車産業は、最新の技術と革新を備えた製造業において卓越した地位を占めています。 自動車の電気および電子システムは、より複雑になっています。 今日の車を設計する作業をはるかに困難にします。 インフォテインメント、快適性、利便性の機能、さらにはステアリングやスロットル制御などの安全性とミッションクリティカルなシステムでさえ、電動コンピューター、アクチュエーター、センサーを介して実現されます。
ジェネレーティブデザインの助けを借りたアディティブマニュファクチャリングは、システム定義と要件を入力として受け取り、ルールベースの自動化を使用して、E / Eシステムのロジック、ソフトウェア、ハードウェア、およびネットワークのアーキテクチャ提案を生成します。 これらのルールは、ベテランエンジニアの知識と経験を取り入れて、設計全体を通して若いエンジニアを導きます。 このIPを取得することで、企業は既存の企業知識を学び、実装しながら、車両アーキテクチャと新世代のエンジニアの両方を開発できます。
また、パーツを統合する機能も提供するため、生成アルゴリズムによって作成された単一の複雑なジオメトリと3D印刷により、多くの場合、数十の個別のパーツのアセンブリを置き換えることができます。
航空宇宙
常に最先端を行く航空宇宙産業は、積層造形を早期に採用していました。 航空宇宙企業は、製造業界で最も厳しい基準のいくつかを満たす必要があり、部品とコンポーネントは最高性能の材料で作られている必要があります。 AMを使用すると、エンジニアは複雑で高強度の部品を設計できると同時に、より効率的な形状を印刷し、大量の不要な材料を排除することで航空宇宙部品の重量を減らすことができます。 これにより、燃料消費量の削減、CO2排出量の削減、およびコストの削減（さらに、航空運賃の改善）が可能になります。
消費者製品
アディティブマニュファクチャリングには、消費者向け製品のオンデマンドサプリメントを製造するための多くの利点があります。 製品のコンセプトから完成までを行うマーケティングチームにとって、多くの場合、設計に最も多くの時間が費やされます。 製品が適切であることを確認するために、利害関係者に概念を証明し、最終的に消費者に喜ばれる製品を提供するためのプロトタイプの作成に多くの時間が費やされます。
AMを採用することで、マーケティングチームは製品のイテレーションをはるかに迅速に開発し、必要に応じて設計を調整するために迅速にピボットすることができます。 アディティブマニュファクチャリングがビルドの量と速度とともに進歩し続けるにつれて、AMテクノロジーを介してより多くの消費者製品が生産され、迅速かつ効率的な大量生産が要求される可能性があります。
インフラ
家に住んだり、完全に3Dプリンターで作られた橋を渡ったりすることを考えるのはそれほど難しいことではありません。 すぐに、これは現実になるかもしれません。 実際、3年に世界初の2018Dプリントされた歩道橋が発表されたのは、すでにオランダです。この構造は、溶融鋼を積層する積層ロボットによって作成され、直径は約40フィートです。
建設市場における積層造形は拡大しており、業界に新しい時代をもたらしています。 Transparency Market Researchの調査によると、インフラストラクチャ秘書の3D印刷は、33年までに2027％のCAGRで拡大すると予測されています。インフラストラクチャの構築や建物の建設時に、印刷物をレイヤーごとに正確に適用できるため、AMは材料の無駄を削減します。建設を可能な限り費用効率の高いものにすることができます。
さらに、3Dプリント テクノロジー 複雑な設計構造が可能になります。 材料は正確に印刷されるため、建設ミスや不適切な設計によるインフラ事故の可能性が軽減されます。
3D印刷は日常の橋梁建設には採用されていませんが、業界が拡大するにつれて、将来の可能性はたくさんあります。 また、最近の報告によると、米国の全橋梁のXNUMX分のXNUMX以上が大規模な修理作業を必要とするか、交換する必要があることがわかっており、近い将来、業界が急速に拡大する可能性があります。
医療・医薬
アディティブマニュファクチャリングは医療業界に革命をもたらし、かつてはサイエンスフィクションであったものを新しい現実に変えました。 このテクノロジーは、医師、患者、研究機関に飛躍的な進歩をもたらしています。 耐久性のある補綴物や実際の解剖学的モデルから外科用グレードのコンポーネントまで、医療分野ですでに正常に印刷されている信じられないほど多くのオブジェクトは、このテクノロジーが近い将来のヘルスケアにもたらす可能性を垣間見ることができます。
たとえば、積層造形は 3D 義歯、クラウン、さらにはInvisalignなどの印刷された歯科用器具およびカスタムメイドのデバイスは、さまざまな基板および各個人に合わせてカスタマイズされた印刷から構築されます。 現在、デジタル歯科の3D印刷市場は、2.5億ドルと評価されており、今後も成長を続けると予想されています。 さらに、積層造形により、補聴器などのデバイスを大量生産して、ユーザーに最高レベルの快適さを保証するために、よりフィット感を高めることができます。
最近進行中のプロジェクトのXNUMXつは、研究者による添加剤技術を使用してヒト胚性幹細胞を印刷することです。 そうすることで、これらの幹細胞を使用して、薬をテストしたり、代替臓器を成長させたりするための組織を作成したり、火傷や損傷した皮膚を置き換える可能性のある皮膚を印刷したり、癌細胞を印刷して新薬を研究およびテストしたりできます。 ウェイクフォレスト大学再生医療研究所の所長である外科医のアンソニー・アタラは、臓器の印刷が臓器の移植に取って代わるかもしれないと信じて、臓器の印刷にも取り組んできました。
したがって、アディティブマニュファクチャリングは、従来の製造方法が崩壊し、将来の産業や製品の製造のためのより速く、より大きく、正確なソリューションを残す時代に産業と製造業者を導いています。
マヤンクヴァシシュト| ELEタイムズ| テクノロジージャーナリスト