製造業における3Dプリンティング完全ガイド

ここ数年で、3Dプリンティングは単なるラピッドプロトタイピングツールという評価を超えてきました。高い構成可能性と複雑な部品に取り組む能力を備えた3Dプリンティングは、今や従来の製造技術を補完するものとして歓迎されています。製造業者、機械工場、サービス局、ラピッドプロトタイピング会社はすべて、3Dプリントを生産に取り入れる新しい方法を見つけています。機能部品、消費者製品、金型、治具などを製造しています。3Dプリンティングの用途はあらゆる業界にあります。

3Dプリントの成長に伴い、複数のプリンタを管理するソリューションに対する需要も高まっています。チームは、小規模な生産活動から何千ものパーツを生産するプリンターのフリートへと規模を拡大するにつれて、成長痛を経験します。熟練したオペレーターの需要も高まっています。既存のソリューションは、超集中型で柔軟性に欠け、カスタマイズや少量生産を中心に構築された業務の拡張に苦労しています。積層造形は急速に成長している新しい分野であり、プリンター管理ソフトウェアはそれに追いついていません。

このガイドでは、デジタルアプリケーションが3Dプリント業務の合理化と管理に役立つ方法を紹介します。このガイドでは、さまざまなユースケースと、生産の調整、追跡、およびスケーリングを支援するために設計されたツールを取り上げます。当社の3Dプリンティングソリューションは、積層造形の専門家によって、この分野で最も頑固な課題を念頭に置いて開発されました。

デジタル化された生産工程が、いかに積層造形技術にとって大きな変化をもたらすかをご理解いただけるでしょう。

3Dプリンティングには、これまで以上に多くの用途があります。従来の製造方法と比較して、3Dプリンティングは以下の点で優れています：

• カスタマイズ
• 複雑さ
• 持続可能性
• イノベーション

カスタマイズ -設計から製造への迅速な移行は、3Dプリンティングが大量カスタマイズを可能にすることを意味します。数回クリックするだけで、チームは部品の仕様を調整し、要件を満たすために材料の種類を変更し、特定の注文のために部品を切り替えることができます。これは、3Dプリントがもたらす貴重な利点です。

複雑さ - 3Dプリントは複雑さも簡素化するため、最小限の後処理でパーツを作成できます。これまでは大規模な機械加工や仕上げが必要だった部品も、少ない労力と介入で完成させることができます。

持続可能性 - 必要な機械加工を減らすことができるため、3Dプリントは無駄をなくすことができます。

イノベーション -新しいパーツを製造できるため、従来の製造やプロセスの効率を高める工場フロアでのツーリングなど、3Dプリントの新しい使用例が見つかるかもしれません。

課題

企業が生産業務を効率的に運営し、このようなメリットを享受するためには、いくつかの課題が存在します。これらの課題には以下が含まれます：

• 高い混合生産要件
• 数十台にも及ぶマシンの管理が困難
• 後処理作業によるジョブ進行の追跡
• 3Dプリンティングに関する知識が乏しく、トレーニングに時間がかかる人材

デジタル・アプリケーション・ソリューションでは、このような課題に対処し、克服することができるため、印刷プロセスを拡張する際の障害を軽減することができます。

データは業務を改善します。ですから、プロセスにおいてデータを収集することは当然のことです。データがなければ、プロセスをより良く変更するための意思決定も、闇雲に行われることになります。デジタル・アプリケーションを使用することで、業務を改善し、新たな透明性を引き出すことができる強固なデータを収集することができ、品質を確保し、意思決定や変更に役立てることができます。

ワークフローに統合されたデジタルアプリケーションを使用すれば、各プロセスステップでデータを簡単に取得し、後で分析するため、またはリアルタイムで分析するために1つの場所に保存することができます。このデータをキャプチャできることは重要であり、ワークフローを中断させるべきではありません。

ここでは、複数の3Dプリンタで部品を印刷するチームと後処理作業において、デジタルアプリケーションがどのように生産性を向上させるかについて説明します：

印刷前の管理

プリンター管理端末アプリを使用すると、チームは新しいプリンターを追加し、現在の材料の種類や各機械で印刷するための要件などの詳細を更新することができます。オペレーターはその場で、現在プリントファームにあるすべてのプリンターの表を表示できます。

特定の条件や画像を指定して、仕事を追加することもできます。

プリンタ管理ダッシュボードでは、アクティブなプリンタを現在のステータスに基づいて監視し、完了までの時間や現在のジョブの詳細を表示して更新することができます。また、ジョブの完了とプリンタの稼働時間に基づいて分析を作成することもできます。

ポストプリント・ワーク・トラック

印刷が完了すると、オペレーターはデジタルソリューションの品質フォームに記入し、部品の品質を追跡します。

プリンターとワークフローをスキャンしてプリンターのステータスを更新するだけで、オペレーターは既製のシンプルなバーコードスキャナーを使ってワークフローをガイドすることができ、ワークフローをスピードアップできます。

また、バッチ追跡も可能で、個別またはグループ の部品を後処理まで追跡できます。部品にサポート除去、溶剤洗浄、サンディング、塗装、焼結が必要な場合は、テーブルでバッチを追跡して更新できるため、各工程で透明性を確保できます。

ダッシュボード

データを可視化することで、より効率的な運用が可能になります。メトリクスを公開ダッシュボードに表示することで、プロセスの全員が傾向と進捗状況を把握し、問題が発生した場合に迅速に解決することができます。

オペレータートレーニング

ガイド付きワークフローに加え、オペレーターのトレーニングも、デジタルアプリケーションがプロセスを変えるもう一つの方法です。トレーニングアプリケーションをセットアップすることで、オペレーターに模擬プロセスを案内し、生産の各ステップや機能に関する重要な情報をクイズ形式で教えることができます。トレーニングの完了に基づく権限は、サインオンするだけで、アクティブなオペレーターを監視し、変更することができます。これにより、新規雇用者を迅速にオンボードし、ユーザーエラーを最小限に抑えながら、独自のプロセスでトレーニングすることができます。

マシンモニタリング

マシンモニタリングは、ソースから直接収集したデータを提供します。3DプリンターがAPIプロトコルをサポートしている場合、現在の印刷に関する情報をアプリに直接統合できます。プリンタのステータスとジョブ情報を自動化できるため、オペレータの時間を節約し、エラーの可能性を減らすことができます。

実践Formlabs

Tulip3Dプリンティングソリューションにより、Formlabs 社内のプリンティング業務をリアルタイムで可視化できるようになりました。Formlabs 60台以上のプリンターを使用して、毎月10,000個以上のパーツをプリントしています。バッチ追跡とダッシュボードを使用することで、同社のチームは常に生産状況を可視化し、完全な部品のトレーサビリティを確保できるようになりました。さらに、リアルタイムのデータにより、問題を迅速に解決し、印刷業務の規模を拡大してもすぐに結果を確認することができました。

実践ストラタシス

3DプリンターOEM大手のStratasysは、デジタル・アプリケーションを導入してCOVID-19への対応を支援しました。社内の印刷業務では、当初5,000枚のPPEフェイスシールドの印刷を目指していました。デジタルアプリケーションを使用することで、6週間で1週間あたり4万枚のフェイスシールドを迅速に増産することができました。ストラタシスは、Tulip3Dプリント・ソリューションの設定と導入を行い、効率的な生産追跡とプリンター管理を実現しました。

デジタル技術を統合して3Dプリント業務を管理することは、チーム全体に利益をもたらします。

オペレーター

熟練オペレーターの需要は高い新規雇用者を迅速にトレーニングできることは、成長にとって不可欠です。3Dプリントの生産作業をデジタル化することで、新しいオペレーターに権限とトレーニングを割り当て、プリントプロセスのすべてのステップを説明することができます。

エンジニア

デジタルワークフローにより、エンジニアはプロセスを完全に制御できます。ノーコードアプリによる設定可能性により、新しい材料や後処理に基づく迅速な変更が可能です。プリンターとのAPI接続により、データソースから直接マシンを監視し、ワークフローを最適化できます。

マネジメント

より良いデータと分析によって、お客様の業務は改善され、成長します。品質指標とプロセスに固有のKPIを追跡するリアルタイムのダッシュボードは、成長と継続的な改善に向けた情報に基づいた意思決定につながります。

このガイドのまとめとして、私たちは次のように述べました：

• 積層造形がもたらす機会
• デジタルアプリで3Dプリントプロセスを改善し、拡張する方法
• チーム全体にとってのデジタルアプリケーションのメリット
• 業界をリードするOEMとの事例

これをワークフローに導入することで、業務の段階に関係なく、新たな可能性を引き出すことができます。組織を立ち上げたばかりであれば、デジタルアプリが生産プロセスの構築に役立ちます。

規模が拡大しても、プロセスやデータの管理はニーズに合わせて設定できます。

成熟したプリントファームでは、生産、プレプリント、ポストプリントの透明性を最大限に高めることができます。

すぐに使える3Dプリントソリューションと 分析機能を備えたデジタルアプリケーションは、チーム全体に大きな価値をもたらし、常に最先端のオペレーションを実現します。