Kristof Sehmke, Bram Smits 12月 10, 2020

CORPORATE

2021年の3Dプリンティングの展望:
抜本的な刷新の年

3Dプリンティング業界が1990年に産声を上げてから、30年が経ち、私たちは2020年代という次の10年間を迎えるにあたり、パラダイムシフトの中心にいます。

 

COVID-19の危機は、あらゆる産業に多大な影響を与え、今までとは違った価値観を必要とする新しい時代の波が私たちを駆り立て続けています。革新性と創造性のボーダーラインを押し広げる必要があります。新しい時代、つまりコロナ後の 新しいスタンダードについて考えることです。

 

これを踏まえて、3Dプリンティングは、2021年に3つの重要なトレンド、すなわち、ものづくりを見直すために初心に戻ること、製品だけでなく3Dプリンター自体のパーソナライゼーションを可能にすること、そして新しいソリューションを迅速に生み出すこと、から始まります。

COVID-19 has shown us that going forward we need to go back to the drawing board, focus on personalization, and waste no time in creating solutions.

このような変化に世界が遭遇したのは、実はこれが初めてではありません。

Appleは、ドットコムバブルが崩壊した時にiPodを発表しました。

2008年リーマンショックの時にはAirbnbが登場し、2003年にはSARSが流行した時にはAlibabaがオンラインマーケットプレイスを立ち上げました。

この大きな変化の時代にあって、私たちはあえて大胆なステップを踏み、将来性のないものは捨てなければなりません。アディティブ・マニュファクチャリング(以下AM)のようなテクノロジーの核となる価値観を活用して、意味のある影響を与える新しい考え方や行動に向かう必要がある」と、MaterialiseCEO兼ファウンダーのFried Vancraenは感じています。

私たちは、AMが人々により良い選択をするための力を与えるときに、意義あるものになると信じています。COVID-19の危機は、AMがステップアップし、新たな課題に対して意味のあるソリューションを提供できることを示しています。しかし、これまでのところ、これらのソリューションは、この技術の強みを真に発揮するものではありませんでした。AMの価値は、他の製造方法にはないものを作ることができることにあります。

AMはカスタマイズが可能で、部品点数を減らし、無駄を省いた3Dプリントが可能なため、サステナブルなソリューションを提供することができます。

私たちが次の世代の為に、地球規模で、この限られた自然環境を残すための鍵は、

これらの特性を活かした有意義なアプリケーションを開発し、そしてAMが提供するすべてのものをより多くの人に知ってもらうことです。

Person holding 3D-Printed non-invasive PEEP (NIP) mask

Our medical engineers worked together with doctors to create the Materialise Passive NIP by designing a 3D-printed connector that holds together standard medical equipment.

今、現在でも我々はCOVIDの危機に直面しておりますが、来年のトレンドは、より強く、より柔軟性のある、3Dプリント製品やコンポーネントがより多くの価値をもたらす可能性への準備ができていることを示しています。

この価値は、多くの場合、サプライチェーンの最初の段階で、顧客の重要なデータや要件をデジタルデータでキャプチャすることで生まれることを忘れてはいけません。サプライチェーンの最後には、3Dプリントがこの価値を製品にパッケージ化します。AppleAirbnbAlibabaが行ったように、バリューチェーンを再考してみましょう。

Friedは、「企業が今までとは違うことをする必要があることに気づくと、AMは企業に変化をもたらす力を与えてくれます。このようにして、AMの意義は、現在のAMに何が可能かではなく、これからAMが何を可能にしてくれるのか ということになるのです」と強く語っています。

1. ゼロからのリスタート 

私たちの身の回りのいたるところで、COVID-19の危機がデジタルトランスフォーメーション化を進めています。一方で、地球規模で発生している気候変動の危機は、経済・産業システムの現状を見直すべきだという危機感を私たちに問いかけています。このような危機が続くということは、もはやこのままではいけないということを意味しています。

 

製造業界の仕組みや、新たな課題に対するソリューションをもう一度見直さなければいけない時期がきたのかも知れません。

 

新型コロナ危機、気候変動等は、産業を一歩、二歩と前進するための段階的なステップ以上のものを求めます。技術革新のプロセスを段階的に進めるだけでは、AMのような革新的な技術がインパクトを与える余地はほとんどありません。しかし、ソリューションへのアプローチ方法をあらためて見直すことで、根本的な新しい設計や革新的なプロセスへの扉を開くことができ、AMは自然とそうするように設計されているのです。

例えば、エアバス社を例に挙げてみましょう。エアバス社は最近、水素エンジンを搭載した商用ジェット機の開発を加速し、ハイブリッドエンジンの開発を完全に省略する計画を明らかにしました。この大胆な展開は、2035年までに、世界初のゼロ・エミッションのクライメートニュートラルな航空機が登場することを意味しています。AMのような技術は、このような革新的なコンセプトを実現する上で大きな役割を果たすことができます。

世界的な危機は、これまでにないほど、製造業界に技術革新のスピードアップを促しています。

このような抜本的な刷新が求められている状況は、AMがデザインや製造の分野で最大限効果を発揮出来るチャンスとも言えます。

quote

「企業が今までとは違うことをする必要があることに気づくと、AMは企業に変化をもたらす力を与えてくれます。このようにして、AMの意義は、現在のAMに何が可能かではなく、これからAMが何を可能にしてくれるのか ということになるのです」
- Fried Vancraen, Materialise CEO and Founder

MaterialiseCTOであるBart Van der Schuerenは次のように述べています。"AMは、従来の製造技術の制約や制限から設計者を解放し、製品ではなくソリューションに集中できるようにします。その結果、AMは性能、軽量化、時間、コスト面での優位性を生み出すことができます。これまでAMは、その可能性を示すことしかできませんでした。今では、実際にそれを実行する機会が与えられています」と述べています。

新たなスタートを切るということは、何もないところから始めるということではありません。原点に戻ることで、新しい技術にチャンスを与える自由度が生まれます。新しい視点と可能性を解き放つために。そうすれば、私たちが生み出せる変化の限界は、私たちの想像力だけになります。

2. プロセスのパーソナライズ(個別化)

「3Dプリントのユニークで特徴的な特徴は、製品のカスタマイズにかかるコストを大幅に削減できることであることは、一般的に知られており、受け入れられています。あまり知られておらず、見落とされがちなのは、エンジニアやオペレータが3Dプリンティングのプロセスを個別にパーソナライズして最適化できるようにすることの重要性です」と、Materialise社の会長であるPeter Leysは語ります。

なぜプロセスのカスタマイズが重要なのでしょうか?理想的なAMの世界とは、オペレータがスタートボタンを押すだけで、

3Dプリントが必要な製品を装置に付属のパラメータセットに基づいて3Dプリントする世界ではないでしょうか?

1つの標準的な造形プロセスがすべての用途・アプリケーションに適合するという世界の幻想は、間違っており、近視眼的で、最後に、少なくとも危険なほど退屈です。

 

まず、3Dプリントは柔軟性の高い技術であるため、製造されている製品に関係なく、標準的なプロセスだけが導入されている場合、その可能性は定義上、十分に活用されていないことになります。もしあなたがアディティブ・マニュファクチャリングを最大限に利用したいのであれば、造形しようとしている特定の製品に合わせて、装置とプロセスの各パラメータを微調整しなければなりません。プロトタイピングの場合、この可能性と必要性はそれほど重要ではありませんでした。特定の製品に造形プロセスを適応させ、調整する努力は、少量バッチの製品で減価償却できるかどうか、というところでした。AMがますます大量生産に使われるようになると、特定の製品に最適なプロセスを考える必要性がますます重要になってきます。

第二に、すべての製品に対して、ひとつの工程で対応するという考え方は近視眼的であり、パーソナライゼーションとローカリゼーションが密接に関係しているという事実を完全に見落としています。言い方を変えれば 3Dプリンターは、現地のオペレータが現地の状況に合わせてプロセスを調整する自由と能力を持っている場合にのみ、分散型の製造環境に導入することができます。一般的に、一次パラメータは中央で設定され、その後、より具体的な二次パラメータは、それぞれの場所にいるエンジニアが現地のニーズに合わせて調整することになります。

Machine operator finalizes a 3D printer’s build

“"エンジニアやオペレーターが造形プロセスを個別化して最適化できるようにすることの重要性は、見落とされがちです」と、Materialise社のエグゼクティブチェアマンであるPeter Leys氏は述べています。

最後に、オペレータの知識と専門知識の付加価値を生産プロセスに貢献できない世界は、スタートボタンを押すだけの退屈な世界になってしまいます。既定の標準的なプロセスだけでは、3Dプリンティングの設備が、生産プロセスに個人的な専門知識や経験を加え、他のオペレータとの差別化ができないため、競争の少ない世界となり、危険でもあります。競争の欠如は、結局のところ、イノベーションの欠如を意味します。

つまり、オペレータが3Dプリンティングプロセスを微調整、最適化、個別化できるようになればなるほど、3Dプリンティングの価値が発揮されることになるのです。そうすれば、3Dプリントはより速く、より安く、より信頼性の高いものになるはずです。しかし、そのためには、3Dプリントは、何よりもまず、より個人的なものになる必要があります。

3. 最短期間で3Dプリンティングを始める

MaterialiseMedical部門担当 副社長のBrigitte de Vetは、「COVID-19は、世界を常に緊急の状況に追い込んでいます。医療従事者や一般消費者は、大量生産に依存するグローバルな市場モデルの結果として、必要不可欠な医療製品と日常的な消費財の両方の不足と品質問題に直面しています。

これまで当たり前だと思っていたものがサプライチェーンの分断により、手に入らなくなったり、手に入ったとしても、満足のいかない品質の低い消費財である等、新しいソリューションを迅速に開発する必要があります。

企業は、需給ギャップを埋め、遠隔地での作業や現地でのソリューションを提供するというこの新しい規範に適応するのに役立つテクノロジーに投資しているため、あらゆる分野でデジタル化が加速しています。しかし、この採用の一環として、企業は選択をする必要があり、リスク、コスト、迅速な投資収益率(ROI)に基づいて選択することになります。

AM は、短期的な ROI、低コストの製造、低リスクを実現することができるデジタルテクノロジーの ひとつですが、その参入には通常、長いラーニングカーブが必要です。

10年前にAMの導入プロセスを開始し、テクノロジーへのシフトをより大きく行えるようになった企業もありますが、AMを初めて導入する企業には、もはや時間的な余裕はありません。

 

3D printing advisors review 3D-printed medical parts

Consultancy services can help guide businesses on their paths to AM success.

Brigitteは次のように続けます。「その結果、AMを導入する企業や施設等に最小のコスト・時間で、最大の効果を得るような、コンサルティングサービスのトレンドが高まってきています。例えば、医療の世界では、個別化医療の価値はよく知られていますが、不確実性は一切許されませんが、新しいソリューションは、それが安全で効果的であり、質の高いケアが可能であるという、力強いエビデンスを提供する必要があります。コンサルティングサービスは、3Dプリンティングソリューションが “何ができて“ ”何ができないのか“、そしてそれぞれの異なるケースに必要な適切な製造方法についての専門的な知識を共有することで、このような大規模な投資のリスクを最小限に抑え、タイムラインを加速させるのに役立ちます。

3D Printing in 2021

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