新製品Fuse X1を発表：Formlabsが工業用SLS 3Dプリンタをさらに身近な存在に

造形容量がFuse 1+ 30Wの7.5倍になったFuse X1では、量産品質のSLSパーツを新たなスケールで製作できます。以前は、大型部品の製作には高額な外注費が必要だったり、大型部品を分割してプリントした後、接着して組み立てるためにさらなる作業が必要でした。330 × 330 × 565 mmの造形サイズ、最大造形長さ713 mmのFuse X1なら、大きなパーツも分割することなく造形できます。これによりコストが削減され、一部の作業が不要になることで納期も短縮されます。

Fuse X1は、1.3 m²（12.5 ft²）という小さな設置面積で大型部品の造形が可能です。これは従来の工業用プリンタの半分以下で、Fuse 1+ 30Wのわずか2.5倍と、限られたスペースでも大型部品の内製が可能になります。

設計の反復作業は、使用するツールの速度に大きく依存します。フレームからバスケット、サンシェードまで、Radio Flyerの電動自転車とアクセサリはすべて自社で設計しています。数年前、Radio Flyerが初めて電動自転車の開発を始めた頃は、フレームの試作に2ヶ月かかっていました。当時は、まず金属製のフレームを製作してから複数のプリンタで小さなパーツをプリントして組み立てます。Form 4Lの大容量造形サイズと高強度材料を活用することで、エンジニアは金属フレームの製作工程を省略し、CADモデルを19個のビルドに分割して造形することができました。これには、造形時間が1週間、そしてその後の組み立てに数日かかっていました。

Flyer Loopの自転車フレームは、Fuse X1ならたった1回のビルドでプリントできます。LoBello氏は、寸法通りにパーツが出来上がるため組み立てが簡単で、作業量を9分の1に、試作時間を10分の1に短縮できると言います。3Dプリント用の設計に気を取られることがなくなり、実製品の設計に集中できるようになりました。

Fuse X1は、大容量の造形サイズと30%以上のパッキング密度により、競合製品よりも50%コストを削減しながら生産品質のパーツを製作でき、設置面積も半分で済みます。1部品あたりのコストが低いため、これまで以上に手軽に製造を始めることができます。Formlabs APIを使用してFuse X1と製造実行システム（MES）を統合し、生産工程を効率化することも可能です。 

Fuse X1の発表時点では、Nylon 12パウダーが利用可能です。Nylon 12パウダーは、汎用性が高く生体適合性を備えた材料で、細部の表現力と寸法精度に優れています。その他材料用の設定も近日中に公開される予定で、Nylon 11パウダーは2026年末までに、Nylon 12 GFパウダーとTPUパウダーは2027年夏までに利用可能となる見込みです。造形単価を最小限にするために、Formlabsの全材料を対象にボリュームディスカウントもご用意しています。一括購入についてはFormlabsまでお問い合わせください。

1週間に10,000点もの3Dプリント製品を納品するには、施設内のあらゆるスペースを最大限に活用する必要があります。そのためには、高速で信頼性が高く、造形単価の低いプリンタが必要です。Autotivでは、200台以上のプリンタが24時間稼働し、米国をはじめとする世界中の顧客に提供しています。その多くが、1営業日ほどでの納品です。

Fuse X1の導入前はレガシーSLS 3DプリンタのFarsoon SS403Pで大型部品を造形していたAutotivですが、1サイクルに約70時間かかっていました。Fuse X1はサイクルタイムが約24時間のため、AutotivはFarsoonで1回の造形にかかっていた時間で2〜3回の造形を効果的に行うことができます。これにより、スペースを増やすことなく生産量を拡大し、より短いリードタイムで大型のSLS製品を顧客に提供できるようになりました。

パウダー材料をまとめて購入することでボリュームディスカウントが適用されるため、高速プリントが可能なFuse X1は造形単価を低く抑えることができ、迅速な投資回収が可能なことで、AutotivはFuse X1を使ってSLS 3Dプリントの生産規模を拡大しやすくなりました。

Fuse X1は、同等製品の3倍、Fuse 1+ 30Wの5倍のスループットで、大型部品を当日中に製作可能です。

自動温度調整機能は、ビルドチャンバー全体で安定した造形条件を維持するために設計された新しいサーマルアーキテクチャで、Fuse 1+ 30Wの700倍のデータを毎秒収集・処理します。このデータをもとに、13の独立したサーマルゾーンがパウダーを供給・加熱・焼結し、最初から最後のレイヤーまで驚くほど精密かつ安定した温度を維持することで、自由自在なパッキングと優れた造形品質を実現します。

自動温度調整機能は、大容量SLSで初めて無制限のパッキングを実現します。MJF 3Dプリンタの最大パッキング密度は約10%、従来の大型SLSプリンタでは約20%ですが、Fuse X1では30%以上のパッキング密度を実現し、1回の造形でより多くの部品を製作することができます。

造形準備は、Formlabsの無償造形準備ソフトウェアPreFormで行います。Fuse X1でのパッキングに制約を与えるのは、パーツの形状のみです。パーツ同士の間隔は1 mmあれば十分で、形状に合わせて配置を決定します。

Tesla Giga NevadaのAM部門では、毎週10,000～30,000点もの部品を製造しています。そんな中、使用するプリンタには高速であることのほか、切り替え時間が最小であることが求められ、さらに稼働率が重要な役割を果たします。

Teslaのチームは、傷や跡をつけずにガラスを保持するための傷防止シムを使用しています。6ヶ月間継続して求められる、つなぎ部品です。Jepson氏は当初、傷防止シムを射出成形することを検討していましたが、SLS 3Dプリントによる製作の方がコスト面で競争力があることがわかりました。Fuse X1の導入前、Jepson氏は10,000～20,000個の傷防止シムを毎月、専用ビルドで製作していました。従来の大容量SLS 3Dプリンタでは熱制御が不十分なため、1つの大きな部品の周りに小さな部品を詰め込むと部品の寸法精度に影響が出てしまうからです。しかし、Fuse X1の自動温度調整機能によって高密度のパッキングが可能になったことで、「他の部品の周囲に詰め込むことで空きスペースを利用でき、部品1点あたりのコストをさらに削減することができた」とJepson氏は言います。

従来のSLSプリンタで傷防止シムを造形する場合、専用のビルドが必要なためコストが高くなり、プロジェクト開始から2～3ヶ月で射出成形に移行するのが最も理にかなっていました。しかし、Jepson氏は「Fuse X1で造形コストが抑えられるようになった今、計算式は全く変わりました。射出成形に切り替える必要がなくなるかもしれません」と語ります。

Formlabsのエンジニアは、Fuse 1+ 30Wの技術をベースに、Fuse X1用にAI支援型のPrint Intelligence™（スマートプリント）を開発しました。スマートプリントは造形プロセスのあらゆる段階を監視・適応・保護することで、Formlabsの3Dプリンタに期待される信頼性と使いやすさを実現します。

SLSで最も多いプリント失敗の原因の1つは、異物の混入です。たった1本の髪の毛がプリントを台無しにし、数千ドルの損失をもたらすこともあります。スマートプリントは、造形中に発生した欠陥をリアルタイムで検出し、問題が発生した部分を次のレイヤーから除外することで、この問題を解決します。他のプリンタでは、髪の毛1本が雪だるま式に様々な欠陥を引き起こし、プリント全体を台無しにしてしまうこともあります。Fuse X1では、スマートプリントが欠陥を特定し、残りの造形を完了させることで、歩留まりを最大化します。

スマートプリントは、5つの統合サブシステムで構成されています。

• AI支援型失敗防止機能では、コンピュータビジョンによるリアルタイムのサーマルイメージングで造形レイヤーを監視し、造形失敗が発生する前に異常を検知します。Print Intelligence™（スマートプリント）は、欠陥をリアルタイムで検出し、問題が発生した部分を次のレイヤーから除外することで、貴重な材料と時間を守ります。

• 温度調整機能は、13の独立制御された熱チャネルを使用して造形エリア全体の温度を安定させる機能で、温度、ヒーター電流、サーマルカメラによるフィードバックを継続的に監視します。

• モーションコントロールは、エンコーダーのフィードバックを利用した5軸クローズドループモーションにより、リコーターとドーザーの動作を一定に保ちます。

• システムヘルスモニタリングは、チャンバー内の圧力制御、パウダーの量のセンシング、インターロックの監視を行い、システムの準備状況や動作の安定性を継続的に検証します。

• 光学制御は、120Wレーザーと高性能ガルバノメーターの温度、電流、IRウィンドウの透明度をリアルタイムで制御し、造形中のパフォーマンスを常に一定に保ちます。

これらのサブシステムは、ビルド全体が台無しになる前に問題を検知し、時間と材料を守りながら必要な時に造形品を確実に納品できるようにします。

従来の粉末床溶融結合方式3Dプリンタは、設置のために高額な施設の建設や特殊な空調設備、技術者による数日間のセットアップが必要でしたが、Fuse X1は標準的なドアも通り抜けが可能かつ1時間以内に設置が完了するため、導入初日から造形を開始できます。単相電源と外部からの窒素供給が必要ですが、施設の改修なしで設置とプリントが可能です。

Fuse X1の設置面積は1.3 m²（12.5 ft²）で、従来の工業用プリンタの半分以下のスペースで設置が可能です。つまり、同じスペースに2倍の数のプリンタを設置できることで1平方フィートあたりの生産量を最大化し、小規模な試作ラボでも大型部品を製作できるようになります。

Formlabs は、誰もが簡単にものづくりができる世界の実現を目指しています。Fuse X1エコシステムの導入により、これまで以上に大きな部品や高ボリュームの部品を、より低コストで製作することができます。

Fuse X1エコシステムの詳細をご確認いただくか、Formlabsまでお問い合わせください。