複数台の3Dプリンタを高効率に運用するには

様々な企業、大学、そして医療機関による3Dプリンタの用途が拡大する中、3Dプリンタを複数台保有し、運用することが一般的になってきています。アディティブマニュファクチャリング特化型の作業場所を設けることで、サプライチェーンリスクの低減とアジリティが向上し、ものづくり全般の効率向上とコスト削減が実現できます。歯科から航空宇宙、装飾品業界に至るまで、3Dプリントを量産レベルで導入することでコストの削減、企業のアジリティや効率性の改善、新製品や市場の調査が可能になります。

これまで、3Dプリントでの量産を内製化するにはコストも高く、サイズ的にもかなり大きな産業機器クラスの装置を支える強固なインフラが必要でした。しかし現在では、手頃な価格で導入できるデスクトップおよびベンチトップサイズのSLA光造形方式プリンタと、コンパクトながらパワフルなSLS（粉末焼結積層造形）方式プリンタの登場により、複数台の3Dプリンタを以前より簡単かつ効率的に運用できるようになりました。 

SLA光造形方式やSLS方式3Dプリンタの複数台運用は、決して複雑なオペレーションではありません。適切な組織と便利なツールがほんの少しあれば、どんな企業でもわずか1〜2日で複数台のSLA・SLSプリンタをセットアップして運用を開始できます。プリンタを複数台設置する場合のインフラ要件や管理方法のヒントとして、SLA光造形プリンタとSLSプリンタを複数台導入した場合の例をご紹介します。ハイブリッドな製造アプローチを取り入れている企業様にとって、どちらの例もSLA光造形とSLSのハイブリッド環境を効率的に整備するうえで有益な情報としてご活用いただけます。

さらに詳細なガイドラインや複数台プリンタの様々な設定については、製品仕様をダウンロードしてご覧ください。 

FomlabsのSLA光造形3Dプリンタでは大量の造形が可能なだけでなく、マスカスタマイゼーションや量産移行前のテスト生産、サプライチェーン、修理部品やアフターマーケット部品など、様々な状況に合わせて効率的で費用対効果の高い生産手法が実現できます。

光造形方式プリンタ群を中規模から生産レベルにスケールアップする場合は、いくつかの点を考慮する必要があります。設置面積や消費電力が増えることは想像できるかもしれませんが、IPAの安全な取り扱いと保管などその他の点は見落とされがちです。

Fuseシリーズでプリントを行う主なメリットの1つは、未焼結のパウダーが造形品を支える仕組みにより、造形品を縦に積み重ねたりキャビティ内で入れ子にすることが可能なことです。Formlabsのパッキングアルゴリズムでは、ビルドチャンバー内に造形品をどう配置したら最も効率が良いかを定義し、結果的に造形時間の短縮化と使用材料の劇的な効率化が図れます。

このパッキングアルゴリズムは、サードパーティソフトウェアでさらに進化させることができます。例えばMaterialise Magicsでは、3Dモデルを配置し、繊細な造形品用の保護ケースを生成し、造形品を複数プリンタに送信し、プリント時間を最適化します。SLS方式3Dプリンタを大量に管理する場合は、ソフトウェアによる管理システムを導入することでさらに材料を節約でき、プリント時間を短縮してサイクルタイム向上を図ることができます。

FormlabsのSLS方式3DプリンタFuseシリーズは、従来の大容量粉体層3Dプリンタとは違い、産業レベルの電力や複雑なHVACシステムは不要です。各プリンタにはそれぞれ電気回路が必要ですが、電力消費量は従来のオフィス環境や作業環境を大幅に下回ります。

Fuse 1世代プリンタとFuse Siftを使用するには、少なくとも（EUでは）7.5A（AC230V）または（米国では）15A（AC120V）の専用AC回路と信頼できるアースがそれぞれ必要です。この回路は、ファン、真空装置、電動工具、スペースヒーター、またはその他の大型電化製品や電動工具を含む他のすべてのデバイスから分離させる必要があります。

電力要件

• NA：120V、15A以上、NEMA 5-20Rソケットタイプ
• EU：230V、7.5A以上、CEE 7/3「Schuko」ソケットタイプ
  • 真空装置の消費電力が6A以上の場合、Fuse Siftには230Vと10AをCEE 7/3の「Schuko」ソケットタイプに供給する独立した回路が必要です。
• 英国：230V、13A、G BS 1363ソケットタイプ

FUseシリーズでは、ナイロンやナイロン複合物、TPU、その他製造コミュニティで既に認知度の高い様々な材料を取り揃えています。FormlabsのSLS技術の特徴は、異なる材料に入れ替えて使用が可能なことです。産業用のSLS方式3Dプリンタの多くは清掃方法が非常に難しいものが多い一方、FuseシリーズのSLSプリンタなら4〜6時間以内に清掃・交換が可能です。頻繁に行うことは推奨されていないものの、異なる材料に交換できることで、Fuseシリーズのユーザーは機器を買い替えることなく新しい需要や新材料のリリースに対応することができます。

コンパクトで価格も手頃なFuseシリーズは、複数台を導入することで異なる複数の材料を同時に稼働させることができ、サービスビューローやプロダクトデザイン会社、そしてエンジニアリング会社に向いていると言えます。これまでは、従来のSLS製品やMJF製品が20万ドル以上もしていたため、炭素繊維やガラス充填ナイロンなどのニッチな材料はなかなか使用できませんでした。Fuseシリーズが誕生した現在、導入の難易度が格段に下がり、需要に応じたスケールアップがより簡単に行えるようになりました。

PreFormとDashboardでは、他のプリンタ軍と同じ機能が使用できます。この2つのプラットフォームで、材料の使用率や直近のプリント状態、プリンタとFuse Siftの稼働状態、保証情報、サービスプラン、メンテナンススケジュールを管理することができます。

従来のSLSやMJF製品とは異なり、FuseシリーズのSLS方式プリンタを複数台導入する場合に産業レベルのインフラストラクチャは必要ありません。Fuseシリーズ製品の手頃さと使いやすさにより、どんな規模の企業も低コストで迅速な生産を実現できます。

FomlabsのSLA方式プリンタとは異なり、Fuseシリーズ製品を最適に稼働し続けるためには、いくつかのスケジュールタスクを定期的に実行する必要があります。1回のプリントごとに、オプティカルカセットとIRセンサが綺麗でクリアな状態になっているかを確認してください。この作業にかかる時間は1回につき15秒程度ですので、Fuseシリーズ製品を複数台導入している場合でも数分しかかかりません。プリント回数が5〜10回を経過するごとに、オプティカルカセットを掃除することを推奨します。定期的に3Dプリントを行う場合は、Fuse Siftの吸気フィルターの清掃や交換をします。これらのタスクはいずれも、DashboardやプリンタのUI画面で通知されます。計画メンテナンスタスクの一覧は、弊社Webサイトでご確認いただけます。Fuseシリーズのプリンタを複数台管理するのに必要なメンテナンスは、従来のSLSやMJF製品をたった1台管理するよりもはるかに少ないのです。

3Dプリンタを複数台導入することで、信頼できて迅速な生産工程が実現できます。3Dプリントを活用した生産工程では、内製手法をしっかりと制御しながら、高額な切削などを回避することができます。

外部の受託製造業者やサードパーティのサプライヤーに依存する割合を減らすことで、企業のレジリエンスが高まり、サプライチェーンの断絶や市場需要に変化があった時に方針変更をしやすくなります。

Formlabsのプリンタやツールなら、合理化されたソフトウェアプラットフォーム、企業のニーズに合わせて3Dプリント工程の最適化を支援するエキスパートやエンジニアによるサポートネットワークで、複数台のプリンタを効果的に管理することができます。

より詳細なガイドラインやプリンタを複数台管理する際の様々な設定については、製品仕様をダウンロードしてご覧ください。また、プリンタの複数台導入をご検討中の方やROIの試算をご希望の方は、Formlabsまでお気軽にお問い合わせください。