- 2022-6-8
- Nessan Cleary 記事紹介
ドイツの 3Dプリンティング企業 Quantica（クオンティカ）についての記事の前半では、同社が開発した新しい NovoJetプリントヘッドについて書きました。今回は、その後半として、Quanticaが独自に開発したプリンターと、そのプリンターによってもたらされるアプリケーションについてご紹介します。
T1プリンターのデモとして、義歯のサンプルを 3Dプリントしています
このプリンターがもたらすメリットは 2つあります。1つ目は、すでに説明したとおり、新しいプリントヘッドで、特に非常に高粘度の材料を噴射する能力があります。
このプリントヘッドを開発した経験と、資金調達の現実から、同社はビジネスモデルを見直すことになったのです。現在、クォンティカは、特定のアプリケーションの研究に資金を提供できる産業界のパートナーと協力しています。CTOのラモン・ボレルが説明します「我々のアプリケーションの1つは入れ歯です。これは非常に高価な部品です。入れ歯は非常に高価な部品ですが、今のところ適切な品質でプリントすることができません。それなりに良いものもありますが、十分ではありません。」
最初の大きなプロジェクトは、歯科補綴物の印刷です。しかし、Quantica社は、歯科補綴物分野で定評のある大企業であること以外、このパートナーが誰であるかはまだ明言しません。ボレルによれば、この分野には、完全な補綴物から部分補綴物、個々の歯まで、さまざまな用途があるとのことです。
この市場を対象とした 3Dプリンターは他にもありますが、3Dプリンター用に調整された材料を使用しなければならず、従来の製造方法と同じ特性を持つ材料とはならないため、ある程度の妥協が必要だと指摘しています。Quanticaのプリントヘッドは、高粘度の機能性材料を扱うために特別に設計されていると説明し、次のように述べています。「現在使用している材料と全く同じものをそのまま噴射できるので、新材料の開発、新材料の認定が不要になります」。
また、このプロジェクトの成功の鍵は素材にあると言い、こう付け加えました。「我々の入れ歯は、連続使用で最大7年もつと予想されます。」3時間で義歯全体をプリントすることが可能で、従来の方法よりもかなり安価で迅速な対応が可能だと言います。
T1 Pro 3D printer
クオンティカが取り組んでいる 2つ目のメリットは、複数の素材を並べてプリントできることです。現在の 3Dプリンターの問題点の一つは、一度に一つの材料しか印刷できないことがほとんどであることです。しかし、3Dプリンターの期待のひとつは、部品の設計や製造方法を見直し、いくつかの部品をひとつの完全なサブアセンブリとしてプリントできることです。しかし、そのような組立部品が複雑になればなるほど、一体としてプリントするためには、より多くの材料が必要になります。
これまでにも、さまざまな材料を噴射できるプリンターを開発したと主張する企業はいくつかありましたが、それらは通常、造形材料と支持材料、または同種の材料の複数色に限られており、主にプロトタイプに使用されるものでした。
クォンティカの機械は、導電性、抵抗性、絶縁体、レジスト、ソルダーマスク、さらには半導体材料など、さまざまな機能性材料を印刷することができるようになる予定です。ボレルは、「デバイス設計者の想像力次第です。例えば、センシング機能を持つコネクターや、フルカスタムコネクターなどです。
今のところ、Quanticaは T1 Proと呼ばれる 3Dプリンターを開発し、複数の高性能 LA/DLP樹脂を印刷することができ、1つの印刷ジョブで多色、多強度、多機能の Dオブジェクトを製造できるとしています。
Quantica has developed this T1 Pro 3D printer
このプリンターは、主に極限粘度のマルチマテリアルのアプリケーションをターゲットとする研究者や産業界の研究開発チーム向けのアプリケーションおよび材料開発用プリンターとして使用されます。そのため、資格を持つ研究者や研究開発部門に限定して提供されます。
クオンティカの CEOである Claus Moseholmは、次のように述べています。「インクジェットは、2Dアプリケーションの産業用印刷に長い間採用されてきました。私たちの願いは、この技術を大量生産される用途に展開し、そこで有意義な付加価値を提供することです。多くのプレイヤーが有意義な生産を行うためのプラットフォームとなるためには、適切なパートナーにツールボックスの開発に携わってもらいたいと考えており、これを検討するために、より多くの産業界のパートナーを探しているところです」と述べています。
Quantica社のチームは、永久的な口中での使用が承認されたクラス II医療機器材料の印刷組み合わせで、すでにこの技術を実証しています。また、前述のとおり、Quanticaは、最大6種類の材料を組み合わせた永久歯科用アプリケーションを製造するための材料、ソフトウェア、ユーザーフレンドリーなインターフェースを完備した完全な 3Dプリントシステムの開発にも取り組んでいます。
このプリンタは、最大 6つのヘッドを搭載し、材料とアプリケーションの開発用に設計されています。ボレルは、「現在、大量生産機を設計中で、今年の夏には最初のプロトタイプができ、Formnext 2024で機械を発表する予定です。今年の Formnextでは、T1を進化させた T2を展示する予定です。」
最初の生産機は、Formnext 2024に予定されている T3です。これは、オフィス環境で使用するために設計されたデスクトップ 3Dプリンターです。さまざまな用途に最適化することができ、最初のモデルは歯科市場をターゲットにしています。造形エリアは 200×100×200mmです。
クォンティカは、他の OEMメーカーへの販売にも前向きです。ボレルは、「現在、私たちは材料の評価に関する小規模な契約を受け入れています。印刷とプロトタイプの両方で、材料の検証、噴射の最適化、印刷の試行を行います。圧倒的な需要があるため、有料にせざるを得ないのです」。さらに、こう付け加えました。「この中には、垂直統合型のコラボレーションに行き着くものもあるかもしれません。プリントモジュールと電子回路を送れば、あとは自分たちで組み立てることができます。特にテキスタイルのような2次元のアプリケーションでは、ハードウェアとの統合が非常に複雑になります」。
もうひとつの潜在的市場は、すでにパーツを 3Dプリントしている企業で、必要な後処理を減らすためのアプローチを探しているところだと言います。特に、パウダーベッドの清掃やパーツの洗浄といった手作業が必要な場合はそうです。クォンティカは、水溶性サポート材を使用して、後処理工程を減らすことができます。
クォンティカは、独自のソフトウェアを開発したこともあるが、ほとんどは既存のプラットフォームとの統合を想定しています。Borrel氏は、「私たちはスライサーを持っていないので、他との統合を期待しています。しかし、将来的にはそうしたいと考えています。」しかし、彼はこうも指摘しています。「パートナーは独自のワークフローを持っています。彼らは自分たちのビジネスを熟知しており、Go-to-Marketの仕組みを持っているので、印刷のコアでないものに投資する必要はないのです」と述べています。
さらなるアプリケーション
Quantica社は、セラミックタイルなどの用途に有効な、大きな液滴を生成できる大型ノズルの利点を生かし、最大 30ミクロンの大きな粒子を持つ材料を必要とする用途も探しています。
InPrint 2022に登場した Quantica社の CTO、Ramon Borrell氏
同氏は、「リサイクル可能な熱可塑性樹脂を求める企業がある。見てみたがまだできないが、検討している。パートナーを通じて、リサイクル可能な熱可塑性プラスチックへの間接印刷のソリューションを持っています。「これは、金型を作り、そこに熱可塑性プラスチックを注入するものですが、この工程で金型は破壊されてしまいます。」Borrell氏は、熱可塑性プラスチックは製造コストが安いため、直接衣服にプリントするような 2次元の用途も含め、多くの可能性があると指摘します。ただし、Quantica社の関心はあくまで 3次元プリントにあるのだ。靴や帽子など、布地をより美しく見せるためのテクスチャー装飾に使えると指摘しています。その他、ジュエリー、金属、セラミックなどの市場も視野に入れています。
ボレルは、「スポーツメーカーから、靴のプリントに関心があり、みんながやっている中敷きだけでなく、靴全体のプリントに関心があります。これは、エリートアスリートのためのフルカスタマイズシューズにつながる可能性があります。また、「我々の機械は、最大6種類の素材をプリントすることができ、さらに追加することも可能です。」
「靴は、インソールのような比較的簡単なものから始まるかもしれませんが、靴全体が最終的なゲームなのです」と言っています。これは、新しい輸送手段を開発することが主な理由です。さらに、「テキスタイルは、たぶん、この先も続くでしょう。「テキスタイルは、私たちのプリントヘッドを使って、他の人が開発する可能性が高いです」。
今のところ、クォンティカは、潜在的な顧客のために、さまざまな素材をテストしています。Borrell氏は、「私たちは、非常に高い粘度と高い粒子荷重を噴射することができます。しかし、弾性を調整する必要があり、ニュートン的でピクソトロピックである必要があります。
粒子が凝集しやすく、噴射が困難なためです。また、次のようにも語っています。「ゲル化速度が速い材料や、硬化速度が速い材料もあります」。
クォンティカは、金属やセラミックの印刷も視野に入れています。ボレルによれば、このプリントヘッドは、他のプリンターよりもキャリア液中の活性物質の濃度がはるかに高い液体を噴射することができ、プロセスの複雑さを軽減することができるそうです。また、次のようにも語っています。「今のところ、このような液体はあまりカタログに載っていませんが、どのパートナーを選ぶかはまだ検討中です。
これは明らかに、3Dプリンティングに携わる人にとっても、産業用プリンティングにとっても、注目すべき技術であり、Quanticaが噴射できる機能材料の幅を考えると、その価値は大きいです。Borrellは、いくつかのカンファレンスでこの技術について説明しています。最近では、Industrial Print Integrationカンファレンスで、今月末に詳しく説明する予定です。
さらに、11月にドイツで開催される今年の Formnextショーでは、クオンティカが取り組んでいるプリンターとプリントヘッドを実際に見ることができるはずです。それまでは、quantica3d.comからより多くの情報を得ることができます。
