ボディパーツとロケットエンジン:3D印刷用のSci-Fiケース

3Dプリントされたインプラントとボディパーツは、患者のための道を探しています。補聴器などの多くの医療機器は、すでに3Dで印刷されています。

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ここ数百万ドルの質問があります:私のようなゲームチェンジャーのジャーナリストが3D印刷を意欲しているのですか、柔軟なオートメーションソリューションやコラボレーティブな製造ロボットの価格が下がるにつれて関連性が低くなるニッチなテクノロジーですか?実際にプロトタイピング以外の3D印刷の役割はありますか?

スマートな人は、これらのことについて考えているのに多くの時間を費やすので、私はそのうちの1人に手を差し伸べました。 John Hornickは、新しい本の著者であり、3D Printing Will Rock the Worldを発表しました。フィネガン知的財産権法律事務所のワシントンD.C.事務所のカウンセラーおよび弁護士であり、30年以上にわたって世界中で3D印刷を講義してきました。

3D印刷に関する多くの約束がありましたが、確かにそれは多くの業界に進出していますが、革命はまだ到着していません。何故なの?ハードルは何ですか?

歩行再開プロジェクトの後のチームは、麻痺患者にロボットの脚のサポートを使用して歩く方法を教えたが、結果は期待したよりもはるかに優れていました。

JH:産業側では、再現性と品質、スピード、先進的な材料の必要性などの障壁があります。 3D印刷業界は成長していないとは思わないでください。業界のCAGRは27年で26.2%、2013-15年では31.5%でした。ガートナーは、2019年までに3D印刷の業界全体の採用を予測しています。

3D印刷はどこに今大きな影響を与えていますか?

JH:私の新しい本で説明したように、3次元印刷の世界は、アマゾンの紙またはKindleで入手可能です)、今日の3D印刷のポスターの子供たちは、航空宇宙産業およびヘルスケア産業です。航空宇宙向けに3D印刷を使用している企業は、世界で最も大きく影響力のある企業の1つで、3D印刷を使用して製造を合理化し、コストを削減しています。しかし、人々はおそらく、他の地域での効果に気付くよりも早く、ヘルスケアに3D印刷の効果が気づくでしょう。これらの業界による3D印刷の採用は、技術の可視性と信頼性を提供し、業界を推進するのに役立っています。

ボーイング社は3D印刷の大きなユーザーです。それは何年もの間3D印刷されており、数万の3D印刷部品を飛ばしています。ボーイング社は3D印刷を「究極の製造方法」と呼んでいます。

NASAの3Dは160パーツを2に減らしただけでなく、華氏6,000度以上の温度と推力20,000ポンド以上に耐えられるロケットインジェクタを印刷しました。

エアバスは、2018年までに30トンの金属飛行機部品を3D印刷することを予定しています。最初に3D印刷された業績の1つは、伝統的に多くのステップで製造されたウィングブラケットでした。 3D印刷では、1ステップで作成されました。エアバスのA350 XWB航空機には、1,000枚以上の3Dプリント部品が含まれています。

GEは、3D印刷が「製造の未来」であり、2020年までにGEエンジンの100,000を超える最終用途部品が3D印刷で生産されると考えています。最初の部分は燃料ノズルになります。このノズルを3D印刷すると、20個の部品が1個に減らされ、従来のノズルよりも25%も軽くなりますが、はるかに耐久性があります。

ヘルスケアでは、Walter Reed Army Medical Centerに3D印刷されたチタン頭蓋インプラントがあり、女性の顎を3D印刷されたプロテーゼで置き換えました。 2013年には、人間の頭蓋骨の75%が医師によって置き換えられました。英国では、希少な癌の男性の骨盤の半分を医師が交換しました。数万の交換用ヒップカップが印刷され、患者に埋め込まれている。

ヘルスケアにおける他の3D印刷の発展には、人工肢および美容耳のカスタマイズされた被覆が含まれる。すべての補聴器のシェルの約95%が3Dで印刷されています。毎年、約17億個の歯列矯正用の金型が3D印刷されています。 3D印刷された気管および気管の副木は、ほとんどの場合、重大な呼吸障害を伴う新生児を保存しています。

人間の心は、かなりの3D印刷作業の対象です。大動脈細胞は、トルコのSabanci Universityで3D印刷されています。ルイビル大学は、2023年までに人間の心臓を3Dプリントすることを期待しています。既存の心臓を救うために、セントルイスのワシントン大学は、手袋のように心臓を包み込む弾性の3D印刷膜を開発しています。埋め込まれたセンサーは差し迫った問題を検出し、深刻な不整脈が検出された場合に埋め込み電極が命を救うショックをもたらします。

3D印刷された飛行機計画。ボーイングのような民間航空機メーカーは、すでに航空機に3D印刷された金属部品を使用しています。

3D印刷のための大きな医療用途は、手術モデルおよびガイドである。患者の器官のモデルは3D印刷され、最初の切開前に外科医によって研究されています。マイアミ子供病院の外科医は、複雑な外科手術を計画するために、4歳の少女の心臓のレプリカを印刷しました。ボストンの子供病院の医師は、本物のものを操作する前に、十代の脳の3Dプリントモデルで練習しました。テキサス・チルドレンズ・ホスピタルの3Dは、胸部と腹部に結合した双子の心臓、肺、胃、腎臓を印刷したので、外科医は分離を計画し実行することができました。明日の脳外科医を訓練するために3D印刷モデルも使用されています。

技術はどのように変化し、改善していますか?短期、中期、および長期的な視野には何がありますか?

JH:機械はより速くなり、異なる3D印刷プロセスを組み合わせ、3D印刷と従来の製造プロセスを組み合わせています。 HPのマルチ・ジェット・フュージョン・マシンは、今年後半に発売予定の3〜4種類の3D印刷技術を組み合わせています。東芝は、2017年に産業用金属3Dプリンタの販売を開始する予定です。これは、既存の金属機械の10倍の速さです。キヤノンは生産部品の高速化を早急に発表しました.Epsonによると、2018年までに「マシンに何かを作りたい」と言われています。ボーイングとnScryptはz次元で部品を単純に重ね合わせるのではなく、

3D印刷は今後数年間で最大の影響を与えるのはどこの産業ですか?

JH:短期間では、航空宇宙、医療、軍隊は3D印刷から最大の影響を受けるでしょう。軍隊の使用は、あらゆるタイプの技術を横断するでしょう。 5年後には、ほとんどの業界、特に部品ベースのビジネスが影響を受けます。この5年間で、HP、東芝、キヤノン、ゼロックスのように、3D印刷業界以外の企業もその分野に参入します。今後10年間で、産業用および民生用の3D印刷技術がより緊密に統合されます。 10年後には、ほとんどの家庭に3Dプリンタが設置されます。それは一般的な目的の機械であってもよく、または特定の限定された機能を有する専用機械であってもよい。

人々はしばしば3D印刷について間違っているのですか、あるいは最も驚くべきことは何ですか?

JH:3D印刷はそれほど進んでいないこと、そして業界と技術の採用が急速に増えていることに驚かされます。

プロトタイピングツールではなく、製造時にテクノロジが関連するようになりますか?どのように、なぜ?

JH:3D印刷は最終的に大量生産が可能かもしれないが、そのような目標はその強みではない。この技術は、カスタマイズされた部品、複雑な設計、一回限りの部品、低〜中程度の生産工程に最適です。 3D印刷は、技術の強みを最大限に活用している航空宇宙やヘルスケア分野の生産部品の製造に、すでに広く使用されています。私は上記のいくつかの例を示しました。

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