スケーラビリティが一貫性に左右される場合
Shapeways、ドローンの生産を拡大

40%

生産性の向上

以前の機種と比べて

制服

重量と形状

予測可能な飛行挙動を実現するため

6分15秒

部品1つあたりの製造時間

8分45秒から短縮

Shapewaysがドローンの群れを製造市場投入に先立ち、次世代ポリマープラットフォームを採用

1台のドローンを成功裏に製造することだけでも一苦労です。しかし、同じ同期化された機群の一員として一貫した動作が求められるドローンを数百台も生産できる製造システムを構築することは、まったく別の話です。これこそが、Shapewaysが次世代のEOSポリマー技術を用いて取り組んでいる課題です。プラットフォームの正式リリースに先立ち、Shapewaysは、大規模な空中ライトショー用のドローンに採用されるPA12部品向けに、新しいEOSシステムの評価を行っています。この用途は、再現性、プロセスの安定性、生産性のすべてがスケールアップ能力に直接影響を与える、厳しい実環境を提供しています。

Shapewaysにとって、このプロジェクトは製造業界におけるより広範な変化を反映している。次世代ハードウェアを開発する企業は、製品を進化させ、変動する生産量を管理し、硬直的な製造プロセスに早期に縛られることを避ける柔軟性を維持しつつ、開発段階から量産段階へとより迅速に移行することがますます求められている。

オランダのアイントホーフェンに本社を置き、ブレインポート地域とそのハードウェア・エコシステムの中心に位置するShapewaysは、企業と連携して次世代ハードウェアの工業化と量産化を推進しています。同社の製造モデルは、生産技術、デジタルワークフロー、プロセスに関する専門知識、後処理、品質保証を統合し、製品を開発段階から安定した量産段階へと移行させるために必要な製造システムを構築しています。EOSのSLS技術は、そのシステムにおいて極めて重要な役割を果たしています。

製造の一貫性が機械の性能となる時

ドローンによるライトショーは、各ドローンが独立して動作しているわけではないため、製造上、特異な課題をもたらします。数百台のドローンが一体となって飛行し、高い位置精度で調整された飛行経路に従い、同じ制御入力に応答します。ドローンの数が増えるにつれ、部品間のわずかなばらつきがますます大きな影響を及ぼすようになります。形状、機械的特性、重量の違いは、個々のドローンの空中の挙動に影響を与える可能性があります。数百機のドローンが互いに正確な位置関係を維持する必要がある場合、製造プロセスの一貫性はシステム全体の性能に直結することになります。

「課題は、1機の成功したドローンを製造することではありません」と、ShapewaysのCOOであるジュールズ・ウィッテ氏は説明する。「課題は、空中でまったく同じ挙動を示すドローンを何百台も生産することにある。そのレベルの一貫性こそが、最終的にドローンの群れによる同期飛行を大規模化させる鍵となるのだ」。シェイプウェイズにとって、この事例は産業用積層造形における特に重要な実例となっている。スケーラビリティとは、単に生産量を増やすことではない。生産量が増加しても、予測可能な特性と品質を維持できる製造プロセスを確立することにあるのだ。

「課題は、1台のドローンを成功させることではありません。課題は、空中でまったく同じ動きをするドローンを何百台も製造することです。そのレベルの一貫性こそが、最終的には、同期したドローンスウォームの規模拡大を可能にするのです。」
ジュールズ・ウィッテ、Shapeways最高執行責任者（COO）

開発から本番環境へのより直接的な経路の構築

次世代のハードウェアは、プロトタイプから量産へと単純な道筋をたどることはめったにありません。製品はテストを重ねる中で進化していきます。エンジニアが実環境での性能から学びを得るにつれて、設計も変更されていきます。生産量は徐々に増加していくため、企業には、ハードウェアが変更されるたびに製造プロセスを最初からやり直すことなく、柔軟に対応できる能力が求められます。選択的レーザー焼結（SLS）は、専用の金型を必要とせずに複雑なポリマー部品を製造できるため、このような環境において重要な利点をもたらします。設計変更はデジタルモデルを通じて反映できるため、製造プロセスを製品とともに進化させることが可能です。ドローンやUAV（無人航空機）のような変化の激しい市場において、これにより開発、検証、生産間の移行がよりシームレスになります。

Shapewaysは、プロトタイピングと製造を別々の段階として扱うのではなく、デジタル製造を活用して、アプリケーションとともに成熟していく生産プロセスを確立しています。顧客は、製造技術の変更や多額の金型投資を自動的に必要とすることなく、設計の検証、初期生産ロットの製造、生産量の拡大を行うことができます。この柔軟性は、Shapewaysが次世代ハードウェアの産業化に取り組む上での核心であり、製品の要件に合わせて製造プロセスを選定・開発すると同時に、需要の拡大に伴い量産化に向けた明確な道筋を築くことを可能にしています。

いち早くチェックするにはFormnext

詳細はすべてFormnext で公開されます。11月17日午前11時、formnext のEOSブース（ホール12、ブースD71）にて、産業用ポリマー積層造形の新たな章の幕開けとなる発表と公式ローンチイベントにぜひご来場ください。

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規模拡大の基盤としての再現性

同期化されたドローンスウォームにおいて、再現性は単なる品質指標ではありません。これは、ドローン群全体にわたって予測可能な動作を支えるものです。次世代のポリマープラットフォームは、大容量の造形スペース、実証済みのプロセス性能、そして大幅に向上したスループットを組み合わせることで、この要件に対応しています。ドローン用途において、このプラットフォームは前世代のシステムと比較して40％の生産性向上を実現しました。同時に、部品1つあたりの造形時間は約8分から6分に短縮されました。これにより、Shapewaysは、ドローンの群れによる同期動作に必要な再現性を維持しつつ、生産能力を拡大することが可能になりました。この生産性と一貫性の組み合わせは、ドローン群の規模拡大と将来の需要への対応を可能にする重要な要素です。

Shapewaysにとって、この原則は同社がサポートする幅広い次世代ハードウェアにも当てはまります。堅牢な工業化プロセスには、設計の自由度と、アプリケーションを確実に量産段階へと移行させるために必要なプロセスの安定性および品質管理を両立させる必要があります。この柔軟性は、プラットフォームの生産性向上を補完し、多様な顧客要件に応じたスケーラブルな生産を支えています。ジュール・ウィッテ氏は次のように述べています。「EOSの技術は、耐久性に優れた生産グレードのナイロン部品を産業規模で提供できる当社の能力において、重要な役割を果たしています。信頼性の高い産業用システム、再現性のある結果、そして柔軟な造形能力の組み合わせが、お客様から寄せられる幅広い用途に対応することを可能にしています。」

次世代ハードウェアの産業化

このドローンプロジェクトは、積層造形技術の役割におけるより広範な変化を反映しています。課題はもはや、複雑な部品を無事に製造できることを単に証明することではなく、アプリケーションが工業生産段階へと移行するにつれ、必要な生産量において、同じ性能を繰り返し、かつ効率的に実現できる製造プロセスを確立することにあります。同期動作するドローン群においては、この要件が特に顕著になります。生産規模が限られた台数から数百台のドローンへと拡大するにつれ、形状、重量、機械的性能の一貫性はシステム全体の挙動にとって極めて重要になります。つまり、生産量を増やすだけでは不十分であり、製造プロセス自体が、性能に影響を与えるようなばらつきを生じさせることなく、スケールアップできる能力を備えている必要があります。

ここで、Shapewaysは単に積層造形へのアクセスを提供する以上の、より幅広い役割を果たしています。同社は顧客と連携して次世代ハードウェアの産業化に取り組み、生産技術、プロセス開発、品質保証、デジタルワークフロー、そして拡張可能な製造能力を統合し、製品とともに進化できる生産システムを構築しています。EOSの技術は、そのシステムの重要な部分を構成しています。同社の産業用SLSプラットフォームは、Shapewaysがアプリケーションを開発段階から一歩進め、少量・中量生産に向けた信頼性の高い道筋を確立するために必要な、プロセスの安定性、再現性、生産性を提供しています。

「顧客が開発プログラムから大規模な量産へと移行するにつれ、その成長に合わせて規模を拡大できる製造パートナーが必要となります」とウィッテ氏は述べています。「再現性のある品質と生産性の向上が相まって、こうしたビジネスチャンスを勝ち取るための基盤が築かれるのです」。したがって、シェイプウェイズにとって、次世代のEOSポリマー技術を評価することは、単に装置の生産性を高めること以上の意味を持つ。それは、次世代ハードウェアを支える製造システムを強化し、新しい用途を産業化するとともに、顧客の需要の拡大に合わせてスケールアップするために必要なプロセス能力、再現性、生産能力を構築することにある。