アディティブ・マニュファクチャリング（AM）分野のグローバル・リーダーであるストラタシスは、産業用AMの展望と当社がサービスを提供する分野の主要トレンドを把握するのに適した立場にあります。新年を迎えるにあたり、過ぎ去った年から何を学ぶことができるかを振り返り、また将来を展望するのが通例です。ここでは、昨年AM業界に影響を与えた主要トレンドのうち、2024年も引き続き強く注目されそうなものをいくつか紹介します。
世界中で、2023年はさまざまな意味で破壊的な年でした。しかし、一貫しているのは、世界の製造業がプラスの成長軌道を維持し、業界が革新と繁栄を続けていることです。AMは引き続きその成長の一翼を担っており、我々が特定したいくつかの主要トレンドがその成長に寄与しています。
オートメーション
これは大きいです。実際、オートメーションはあらゆる分野に及ぶ世界的なトレンドであり、2023年のAM業界への影響も大きいものとなりました。
オートメーションという言葉は、実際には多面的であり、AM技術とその実装に直接的な影響を及ぼしており、そして今後も及ぼしていくであろう、さらなるトレンドや技術革新・開発の特定分野を幅広く包含しています。
一般論として、オートメーションはプロセスの最適化を可能にし、これによりAMプロセス自体やワークフロー全体がより合理化されます。このように、オートメーション技術は、AMプロセスの効率化を可能にし、生産性を向上させるだけでなく、生産時間を短縮し、重要な部品単価を含む全体的なコストを引き下げています。オートメーションは、AMプロセスチェーン内の前処理および後処理の分野にも影響を及ぼしています。このように、AMワークフロー全体にわたって、オートメーションは、一貫性の向上、より厳密なプロセス制御、高品質のアウトプットを確保するための重要な要素であることが証明されています。
インテリジェンスの追加： 人工知能（AI）と機械学習は、AMオートメーション化の2つの重要な推進要因です。とくにオートメーションのこの2つのサブセクタは、2023年を通じて驚異的なペースで進化しました。いくつかの主要なAIと機械学習の開発は、多くの方法でAMプロセスに適用され、そうすることでインテリジェントな機械と「部品」の最適化を可能にしています。
部品については、計算能力の向上と専用のAI搭載アルゴリズムによって、より正確なシミュレーションが行われ、造形不良をより正確に予測（つまり回避）できるようになっています。同様に、AMシステム自体についても、これらの技術は、機械のダウンタイムを大幅に削減し、全体的な生産性を向上させ、より効果的な予知保全をサポートすることができます。2024年に向けて、AIは歩留まりと成功率を向上させるAMアプリケーションとともにさらに進化していくでしょう。また、多様性と幾何学的な複雑性にうまく対処できる、より柔軟なAMシステムにも貢献するでしょう。
オートメーションは、AM材料の取り扱い能力にも直接的な影響を及ぼし、AMをより速く、より簡単に、より安全にします。同様に、オートメーションの流れは、プロセスチェーンの中でも特に汚れやすく、労働集約的であることで知られるこの部分をスピードアップする、先進的な後処理ソリューションを直接生み出しています。
変化のペースは2023年を通じて激しく、2024年までその勢いが衰えることはないでしょう。むしろ、さらにペースが上がる可能性の方が高いと言えるでしょう。
数量の増加に伴う生産への継続的な移行
3Dプリンタは、その誕生以来約40年にわたり、伝統的にプロトタイピングに使用されてきました。最近の10年間で、さまざまなAM技術の進化が材料開発とともに加速しているため、AMは少量生産の用途にも使用できるようになりました。2023年を通じて、この進化はさらに加速し、AM技術とAMに特化した材料（フィラメント／樹脂／粉末）が、より大量生産のための実行可能な選択肢に移行しつつあることを目の当たりにしました。
この移行を推進する主な要因には、高性能材料、後加工を含むエンド・ツー・エンド・プロセスの最適化、生産性と効率率の向上、歩留まり、プロセスの信頼性と再現性の向上などがあります。
アプリケーション性能は最終用途部品にとって極めて重要な課題であり、ストラタシスが今年当社のポートフォリオに追加した高速で検証済みの幅広いエンジニアリンググレード材料を通じて、2023年までの成長率を高める原動力となっています。これにより、生産用途は前年と比較して加速しています。性能向上を実現するもう1つの重要な要因は、開発特性評価です。これにより、NAIRを使用した部品テストが可能になり、信頼性の高い一貫した部品性能を確保できます。
パーソナライズ
おそらく目を丸くするような反応は起こりません。「パーソナライズ」は一般的に、初期の積層造形テクノロジーの初期からAMの利点として推進されてきたことは明白です。つまり、私たちは最初からパーソナライズを行っていました。実際、パーソナライズされた医療アプローチによるものであれ、広範な消費材の個人的嗜好によるものであれ、エンドユーザーの要件に特化したカスタマイズ部品を提供するケースであり続けています。これができなくなくなる時代が来るとは考えにくいです。とはいえ、業界では、カスタマイズされたAM技術を必要とするアプリケーションに対するお客さまへのインテリジェントなAMアプローチという明確なトレンドが生まれています。これは、歯科および医療業界においてますます顕著になっている傾向であり、他の主要な産業分野でのカスタマイズされたシステム開発と展開に拍車をかけています。
杓子定規のようなアプローチではうまくいかないため、業界の声に耳を傾け、彼らと一緒に働き、彼らの具体的な要件を理解し、テクノロジー・ソリューションをカスタマイズされたシステムに開発・統合することが、ストラタシスの在り方です。
サステナビリティ
ストラタシスは、アディティブ・マニュファクチャリングがあらゆる業種・分野の製造業者にユニークな価値を提供すると理解しており、サステナビリティは当社の目的の本質的な部分です。人と地球により良い利益をもたらすよう、製品、プロセス、部品の再設計に取り組んでおり、これをMindful Manufacturing™と呼んでいます。研究、設計、生産に対するこのアプローチは、お客さまとともにAMの価値を解き放ち、フットプリントを削減したイノベーションへのコミットメントを共有することで、考え方の転換を促すものです。私たちは社内で業務の改善に取り組み、マシンの再設計に注力し、お客さまにはAMの導入を測定するための指標を提供して、ストラタシスをビジネスに加えることで得られる価値を特定します。
アディティブ・マニュファクチャリングは多くの場合、サステイナブル戦略に貢献し、最適化された製造プロセスをサポートし、サプライチェーンを改善します。グローバル企業として、ストラタシスは責任ある事業活動に積極的に取り組んでおり、Mindful Manufacturing™の旗印の下、サステナビリティに関して大きな影響を与える当社の能力に直接関連する4つの国連サステナビリティ開発目標（SDGs）を特定しています。
健全で長続きするビジネスを成長させるために「良いことをする」ことは良いことであるという信念のもと、コンプライアンスを超えたESG戦略を実施しています。 私たちのテクノロジー、材料、ソフトウェアは、天然資源への依存を減らし、廃棄物を減らし、サプライチェーンを改善する生産を可能にします。私たちはこのことを知っています。今、私たちはお客さまとともにデータを収集し、AMがお客さまのビジネスにもたらす価値を実証しようとしています。
この価値提案は、使用事例に応じて、生産と製品ライフサイクルのさまざまな時点で結実します。例えば、航空宇宙分野では、ユニークな形状により、耐久性が高く高品質な部品が、かつての何分の一かの重量で造形されます。ファッションの分野では、現場でのオンデマンド造形により、不必要な過剰供給が減り、サプライチェーンが最適化さ れます。これは従来の製造方法では不可能なことです。私たちの患者専用ヘルスケア製品は、手術の結果を改善し、命を救います。これほどサステナブルなことがあるでしょうか？
製造業は資源集約的であり、それを否定することはできませんが、資源の使用を削減または軽減する方法はあります。2023年末に私たちが関わった最近のプロジェクトは、AMがどのように違いを生み出すことができるかを示しています。AMグリーントレード協会 (AMGTA) は、Reeves Insightが作成したライフサイクル分析報告書を委託しました。「比較分析:デザイナーラグジュアリー商品のための材料ジェッティングと従来法」と題されたこの報告書は、特定の用途のために従来の製造方法から産業用AMへの移行についての一年間の研究結果を詳述しています。この研究から得られた重要なポイントは、従来のプロセスと比較した場合、CO2e排出量を24.8%削減することです。サプライチェーン全体で在庫材料を49.9%削減し、関連する輸送ニーズも削減・合理化します。結果として得られる3Dプリンタ造形されたのロゴコンポーネントの材料を50.0%削減します。この研究では、16,000のコンポーネントで30万リットル以上の水を節約し、電力消費量を64%削減することも明らかになりました。
私たちは、社内の取り組みを前進させるために懸命に取り組んでいます。 「グリーン化」 しているのではなく、再生可能エネルギーと継続的な改善によってフットプリントを削減しています。とはいえ、サステナビリティは私たちが着手した道であり、 「測定できないものは改善できない」 ことを知っているので、お客様、従業員、地球をサポートするために取り組んでいます。
まとめ
2024年初頭の時点では、今後12ヶ月間の展開を正確に予測することは不可能です。しかし、組織として、ストラタシスでは、先進的なAM技術が、ますます多様化する生産アプリケーションの変革をもたらすオプションであり続けると確信しています。業界における私たちのリーダーシップは、当然のものではありません。2024年も、お客さまのビジネスを成長させるために、お客さまの声に耳を傾け、お客様と協力しながら、数十年にわたる成功を積み重ねていきます。
私たちがサービスを提供している業界については、こちらをご覧ください。
