なぜ3Dプリンティングは責任あるものづくりなのか

2022年8月24日｜読書時間4分

私たちEOSは、責任ある製造という原則に導かれています。しかし、責任ある製造とは何でしょうか？また、3Dプリンティングは、どのように産業が製品の環境への影響を改善するのに役立つのでしょうか？

異業種の例

工業生産が地球と気候に与える影響は否定できない。2021年の世界炭素収支報告書では、炭素排出量は前年比4.8％増と推定され、ほぼ2019年の排出量レベルに戻った。国際エネルギー機関（IEA）によれば、2021年の世界のエネルギー関連温室効果ガス（GHG）排出量は、2020年のレベルからほぼ5％増加した。2020年レベルから2.1ギガトン（Gt）増加し、2021年には36.3Gtとなり、これはCO2e排出量の前年比増加としては過去最大である。

これほど多くの問題がある以上、環境への排出やその他の有害な影響を削減することは、私たち全員が共有する責任である。どのような産業であれ、ある程度の二酸化炭素排出や環境への影響はあるが、正しい倫理観と新しい政策や慣行を注意深く実行することで、これらは削減することができる。

責任ある製造とは何か？

EOSでは、効率や品質に妥協することなく、プロセス全体を通じて前向きな変化をもたらすことができるよう、工業製造のより良い方法を開発することを中心にすべての活動を行っています。積層造形（AM）の継続的な取り組みを通じて、私たちの目標は、先駆的な技術の可能性を探求し、より持続可能なアプローチが企業、人々、そして世界にもたらす価値を検討するよう、製造業者を後押しすることです。

持続可能な製造とは、環境に与える影響を考慮し、環境に害を与える側面を可能な限り相殺するために、プロセス、技術、材料の選択、調達に調整を加えることである。これは、部品の輸送を減らすためにサプライヤーを変更することから、従来とは異なるまったく新しい製造方法を確立することまで、企業によって異なることを意味する。 

EOSにとって、責任ある製造とは、当社の長年にわたる先駆的な技術的専門知識を活かして、お客様の持続可能性目標の達成をサポートすることです。3Dプリンティングは、デジタル・バリュー・チェーンを通じてリンクされ、実現されるイノベーションの2つのレバー、すなわち製品イノベーションとサプライ・チェーン・イノベーションを組み合わせています。製品面では、AMは目的主導型の設計と製品のカスタマイズを可能にする。オンデマンドで分散化された生産と材料の循環性は、将来のサプライチェーンをより責任あるものにする。

3Dプリンティングを通じて、企業が責任ある製造に向けて前進する方法は数多くあります。 その例をいくつか紹介しよう：
 

軽量設計

積層造形は、部品の設計に関して幅広い可能性を開く。従来の製造プロセスよりも制約が少なく、仮想設計とテストの進歩を利用できるため、部品の設計と製造に使用する材料の両方で、部品を完全に作り直すことができます。3Dプリンティングによって、メーカーは、サブトラクティブ製造法では実現不可能な非常に複雑な形状を試すことができる。熱交換器は、高い表面積密度を利用して熱を置換し、エネルギーを回収することで、システムをより効率的かつ確実に稼働させることができます。Conflux Core™熱交換器の場合、AMを使用することで、コンフラックスは熱交換器のサイズを損なうことなく表面積を根本的に拡大することができました（再構築されたユニットは、実際には以前のユニットよりも小さくなっています）。その結果、熱除去率が3倍になり、エネルギー回収率が向上しました。

過剰生産の削減

AMの本当の素晴らしさのひとつは、部品生産をオンデマンド分散生産モデルに移行できることだ。ほとんどの従来の製造業では、部品は大量に生産され、通常は必要量を超えて生産される。その結果、余剰部品が発生し、保管が必要になるだけでなく、製造に使用した材料が無駄になる。オンデマンド3Dプリント生産では、限られたバッチを迅速かつ効率的に製造することができ、材料の支出や余剰の保管、不要品の廃棄の必要なく、要件を満たすことができます。

EvoBus社は、バスの交換部品を15台、20台、あるいは100台単位で一括発注する必要があった。AMの導入により、同社はスペアパーツを供給するための新しいモデルを確立することができた。

さらに、AMは、プリントから未溶融のパウダー（つまり、最終製品になるために溶融されなかったキャストオフされたルースパウダー）の一部を将来の部品製造に再利用する能力を提供します。再利用可能なパウダーの量は、アプリケーションの種類や使用されるパウダーによって異なりますが、一例として、標準的なPA12材料は50％のリフレッシュ率で使用することができます。これらの数値は変動するものの、3Dプリンティングでは、廃棄が必要な一般的な廃材の量は、減法製造などの他の種類の製造よりもはるかに少ない。

コンシャス・リソーシング

アディティブ・マニュファクチャリング用パウダーの製造に、持続可能性を念頭に置いて使用される材料の数が増えている。さまざまなパウダーの特性を探求することで、高いレベルの製品品質と機能性を維持するだけでなく、リサイクル可能な、より長持ちする、あるいは完全に自然なソリューションを見つけることも可能です。EOSが提供するPA11ポリアミドパウダーは、ヒマシ豆のような自然界に存在する持続可能な資源の使用を再考することで、自然界に存在する材料を使用したプラスチックの製造方法を変えることができる優れた例です。

私たちの目標は、先駆的なAM技術と材料を通じて、持続可能性を念頭に置きながら、既存および将来の製造上の課題に対するデジタル・ソリューションを提供することです。これは、エネルギー効率を高め、廃棄物を削減し、プロセスのあらゆる段階で資源を大切に使用する結果を常に目指すことを意味します。私たちは、革新と想像力を通じて、責任ある製造業を新しい常識として確立できると心から信じています。