未来のテクノロジー3D印刷:バイエルン州では未来がすでに始まりました

業界横断的イノベーションつまり新たな業界横断的テクノロジーに関して言うと、3D印刷は主役を演じています。積層造形プロセスによって材料と時間を節約でき、従来より堅固で精密な部品を生産できます。インダストリー4.0の利用によってプロセスのネットワーキングが可能になったので個別に生産された少量要素をニーズに応じて生産できます。

今日では益々増加の一途の素材が迅速にまた改善された品質で印刷されています。3D印刷はかつてプラスチックから始まったのですが、金属の投入はすでに実用化されました。タービンブレード、人工股関節、靴底、部品を問わず今日では積層造形プロセスがあらゆる応用分野や業界で実用化されています。機械製造、航空宇宙業界から医療技術まで増大の一途を辿る製品が3D印刷により製造され使用されています。

3D印刷とは何でしょうか?


旋盤、フライス、中ぐりによるワークの切削を行っていた従来の加工技術に対して、3D印刷は生成して積み上げるプロセスによっています。素材を追加すなわち積層することでワークを層ごとに積み上げて製造するので、積層造形とも呼びます。この際とりわけ最初に簡素な試作品の製造に関しては、この認められている加工方法への飛躍がすでに完了しています。この製造法には以下のような利点があります:

  • 迅速な生産
  • クラシックな加工(マシニングや溶接)より複雑な製品形状が可能
  • 投入材料の減量化
  • 部品の新機軸をなす軽量化の実現
  • ラインの機能的統合

バイエルン州におけるテクノロジー補助政策


テクノロジーの潜在力はバイエルン州においては長年認識されていました。この流れの中で当自由州はマスタープラン・デジタルバイエルンIIと新素材に関するバイエルン州研究振興政策の枠組みで積層造形/3D印刷分野におけるR&Dプロジェクトに重点を絞って補助政策を展開しています。補助対象は、研究機関の出資も使う場合もありますが、優先的に企業間のジョイントベンチャーです。研究プロジェクトは当面は例えばヴュルツブルク大学、エアランゲン・ニュルンベルク大学、バイロイト大学において施行中であり、バイロイトの場合は新設の修士専攻学科「バイオファブリケーション」があります。2016年には以上に加えてトラウンシュタインにおいては興味を持つ者なら3Dプリンターを自分で試せる初のBayernLabが開設されました。

 

バイエルン州の先導メーカー


Concept Laser
2000年に高フランケン地方のリヒテンフェルズに設立されたConcept Laser GmbHは金属部品の3D部品を対象とする機械設備技術の先端メーカーの一員です。2016年12月以来Concept Laserは多国籍コングロマリットのゼネラルエレクトリックグループの傘下のGE Additiveの子会社になりました。本社があるリヒテンフェルズには少なくとも1億ユーロを投資し、新たに500人の雇用を生み出しました

EOS、クライリング
革新的加工システムによってクライリングに本拠があるEOSはテクノロジーと品質のリーダーとしてハイエンドソリューションを積層造形分野で活躍しています。設立は1989年にまで遡り、ダイレクト・メタル・レーザー・システム(DMLS)ではパイオニアであると共に業界トップで、プラスチック積層造形の高生産性システムのベンダーです。さらに、EOSはダイムラーグループと密接に協業してグループ傘下のノイウルムに本拠があるバスメーカーEvoBusにジャストインコールでプラスチック部品を供給しています。この協業を通してとりわけ余剰生産が出ず、ロジスティクスのコストが削減されました。

ExOne
ExOne GmbHは3Dプリンターの販売に加え、3D印刷によるサービスとして金属や砂を原材料とする部品製造も行っています。その米国親会社は最近、アウグスブルク近郊のゲアストホーフェンにある欧州営業本部に工場を竣工しました。この工場は総床面積14,000平米に生産、R&D、オフィスを擁しています。

Voxeljet
こちらもアウグスブルク大都市圏内に本拠を置き、プラスチック、砂、金属の加工用3D印刷システムを得意としています。バイエルン州フリードベルクにある本社でVoxeljet AG8ヴォクセルジェット)は工業用3Dプリンターの開発・販売を行い、さらに米国、イギリス、中国、インドの拠点も活躍しています。 

3D印刷分野のその他の企業


ミュンヘン近郊のタウフキルヘンに本社があるAPWORKSはエアバスインダストリーの傘下で、3D金属印刷のサービスを行っています。事業内容は部品の最適な設計から最適な素材の選定や試作、さらに適格性が検証された量産に至るまでの付加価値創出の全過程をカバーしています。BMWも長年3D印刷テクノロジーを生産に利用してきましたが、2019年にはバイエルン州に自社の積層造形キャンパスを開設予定です。アウグスブルク近郊のゲアストホーフェンに本拠があるSandhelden GmbHは砂から3D印刷で洗面所設備その他の衛生品を製造しています。積層造形プロセスでデザインや素材組成の点で全く新しい方向性が開けます。

 

 

応用例:医療における装具の製造

応用分野と応用業界

 

  • 航空宇宙産業において、3D印刷プロセスからとりわけ燃料システム、ガイドブレードやローターブレード、熱保護コンポーネント、駆動装置部品やタービン部品、ロケット部品ならびにキャビンやコックピット装備用の高品質部品が産まれています。
  • 自動車メーカーやサプライヤーは積層造形で例えばエンジンコンポーネント、ボディー部品、構造部品、さらに車内の直接マウント部品等を製造しています。積層造形はこのほか量産前開発や小規模生産におけるダイレクトパーツに適しています。
  • 医療技術では小ロットサイズでメーカー独自の適合や個別に適合させたインプラントからロットサイズ1個までを3D印刷で製造しています。しかし標準インプラントの量産にも利用されています。
  • 歯科分野ではクラウン、キャップ、モデル鋳造やナイトガード等の二次構造品等多様なデンタル製品が作られています。
  • 時計宝飾品製造やデザインおよび建築業界において、3D印刷は一個一個の宝飾品、単品、小規模量産、見本等の分野で応用されています。
  • 工作機械や金型製造では、計測設備や射出成型用金型(インジェクション・モールディング)、さらに加工用の接着設備やクランプ設備、冷却チャンネル等多様な用途に応用されています。


リヒテンフェルズやミュンヘンの3D印刷トップ企業と並んで特にアウグスブルク大都市圏には積層造形クラスターが確立しました。シュバーベンには多くの名もないチャンピオンが同等に競っており、世界中に高度に特化した製品を販売しています。今年は初めてアウグスブルクでExperience Additive Manufacturingのマルチロケーションイベントが開催されました。地元の企業や開発部を巻き込んで新たな展示会のコンセプトができあがり、ここではフラウンホーファー研究所との協力等によって同時並行のイベントも開催sされました。