金属積層造形技術は、日本の国内市場で今後大きな成長が期待されているものの、まだ初期の段階にあります。
日本国内での金属積層造形の成長の鍵を握るのは、日本のメーカーが社内の設計プロセスの定義、材料の選択、設備投資の計画など、社内のハードルを克服するために金属積層造形を導入しようとしているときに、その技術を指導・教育している専門サービスビューローです。
日本の専門サービス局は、製造業がアディティブ技術を導入する際の最初のステップとなることが多く、社内システムを本格的に導入する前に業務を完全に可視化することができます。その一つが、宮城県多賀城市にあるJAMPT（Japan Additive Manufacturing & Processing Technology）だ。JAMPTは、金属粉末の開発から試作、量産に至るまでの技術サービスを提供する、日本初の金属3Dプリント専門のサービスビューローです。
同社は、金属積層造形技術の導入を計画している航空宇宙、防衛、医療機器、自動車などのメーカーと密接に連携しています。最近では、最新のGE Additive Concept Laser M2を導入し、EBMとレーザーメタル3Dプリンターを合計7台所有しています。
加速するアディティブの勢い
部品の集約化や軽量化の成功により、国際的に金属積層造形法の普及が進む中、JAMPTの工場長である佐藤正一は、国内ではまだ追いついていない産業があると考えています。
「米国などの航空宇宙企業が航空機のエンジンに金属積層造形の部品を搭載している一方で、日本では、この技術のメリットをどのように認識してもらうか、企業を支援・教育しなければならないことが多いのです」と佐藤は言う。
「日本の産業界を概観すると、防衛省傘下のATLA（Acquisition, Technology & Logistics Agency）の支援もあって、積層造形の技術的・実用的な利用が他の産業よりも進んでいるのは防衛産業です。しかし、医療機器業界や自動車業界では心強い動きが進められており、成功事例や新たな要求事項が少しずつ増えてきています。"
日本の製造業の規模からすると、アディティブ・マニュファクチャリングは大きな成長の可能性を秘めています。
「日本でのメタルアディティブの導入については、業界ごとの課題が明らかになってきています。それを解決していくことが、積層造形市場の成長につながるのです。私たちJAMPTは、積層造形業界の発展に貢献できる良い機会を得たと思っています」と佐藤は語る。
成長のためのスペース
JAMPTが携わった数多くのプロジェクトの中には、日本の国立航空宇宙局であるJAXAとの最近のプロジェクトも含まれています。
2020年にミッションを終えた国際宇宙ステーションの無人貨物輸送機「こうのとり」の部品を製造するプロジェクトに参加しました。JAXAでは、従来の機械加工では製造時間や重量の面で問題があったため、姿勢制御用噴射ノズルを付加的に製造したいと考えていました。このスラスタ部品の開発では、Ti-6Al-4V粉末とGEアディティブのEBM技術の使用を推奨しました」と佐藤は説明する。
EBMを使うことで、佐藤たちは以下のことを実現した。
ノズルの製造時間を60％短縮することができた。
トポロジーの最適化により、部品の重量を64％削減。
材料の歩留まりが従来のプロセスに比べて30％と大幅に向上。
アディティブの限界を超えて
JAMPTは、さまざまな業種の企業の金属3Dプリンター導入をサポートしており、専門のサービスビューローとして、金属3Dプリンターを使って、これまで不可能または困難とされていた形状を数多く造形してきました。例として、画像とキャプション1～5をご覧ください。
研究開発への投資
JAMPTは、株式会社コイワイ、東北ユニバーシティ・ベンチャー・パートナーズ株式会社（THVP-1ファンド）、株式会社コイワイとの共同出資により設立されました。(THVP-1ファンド）と双日株式会社の共同出資により設立されました。
KOIWAI株式会社は、金属3Dプリンティングの高度な技術と機能、金属粉末の開発・製造・試作・量産における工程管理や品質管理などを行っています。東北大学金属材料研究所の千葉明彦教授が学術的な観点からサポートし、双日株式会社がグローバルなネットワークと情報収集・分析能力を駆使して事業を管理・運営しています。
また、JAMPTでは、お客様のご要望にお応えするため、積層造形による製品の品質向上のための研究開発を行っており、現在、残留応力解析結果を実験データで補正することによる残留応力・変形量の予測・逆設計や、実験的設計法によるパラメータ最適化試験を繰り返すなど、造形パラメータによる不具合を抑制するための研究を行っています。
また、JAMPTは、北米のAS9100規格や欧州のEN9100規格に相当する、日本の航空宇宙・防衛産業のメーカーが求める品質マネジメントシステムであるJIS Q 9100認証を取得しています。
また、JAMPTは、自動車分野の著名な研究機関である株式会社東京アールアンドデーと技術提携し、自動車メーカーを対象としたDfAM（Design for Additive Manufacturing）支援プログラムを提供しています。このパートナーシップでは、自動車分野でのアディティブ・マニュファクチャリングの活用提案をはじめ、軽量な治具・工具を製造するための構造・強度解析、コイルやヒートシンクの熱管理のための熱流体解析など、他の産業向けのサービスを提供しています。
佐藤氏は、「さまざまなモノづくりの現場で金属3Dプリントの導入が進むにつれ、日本でも金属3Dプリント専門のサービスビューローの需要が高まっています。これから金属3Dプリントを始めようとしている方、金属3Dプリントの課題を抱えている方は、ぜひ当社にご相談ください。私たちが培ってきた金属積層造形技術やノウハウを活かして、一緒に解決策を考えていきましょう」と述べています。
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