世界で最も急速に進化するテクノロジーのいくつかは、世界中の軍事紛争の最前線で活用されています。軍隊は戦闘即応性と安全保障を確保するために、常に最先端のテクノロジーを維持する必要がありますが、同時に、請負業者にとってもそのペースを維持するための厳しい基準が求められます。無人航空機（UAV）、つまりドローンは、絶えず変化する軍事情勢に対応するために、ほぼ継続的な開発と改良を必要とするハードウェアテクノロジーの最も顕著な例と言えるでしょう。

オーストラリアのドローン製造業者である Boresight は、オーストラリア戦略能力アクセラレーター (ASCA) プログラムに基づいて委託された、高品質で信頼性が高く、非常に低コストの標的用ドローンや、技術的に高度な戦術用ドローンを提供することで、競争の激しい業界で差別化を図っています。

Boresight 社の CEO であり元陸軍戦車指揮官でもあるジャスティン・オールド氏にインタビューし、 Fuse シリーズのエコシステムと Formlabs のオーストラリアのパートナーであるThinglab が、 Boresight 社の設計および製造プロセスの拡張にどのように役立ち、競争の激しい市場で新しい製品ラインを生み出したのかを聞きました。

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より技術的に高度なドローンに移行するにあたり、3Dプリントの拡張性と柔軟性を維持しつつ、より高度な材料を使用する必要があります。材料は強度が高く、エンジニアリンググレードでなければなりません。Fuseはまさにそれを可能にします。
ボアサイトのCEO、ジャスティン・オールド氏

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使い捨てドローン：忘れられない体験。

ドローンは、監視や偵察から通信システムや戦術任務まで、軍事作戦のあらゆる側面で不可欠な要素となっているため、ドローンの脅威から防御し、効果的に活用できるように軍隊を訓練することが不可欠になっています。

Boresightは、対空訓練に使用される使い捨てドローン市場を独占することで、他社との差別化を図っています。オーストラリア陸軍は、部隊の訓練に国産ソリューションを必要としており、手頃な価格で信頼性が高く、様々な部隊に容易に配備できるソリューションを求めていました。

従来の製造方法では、金型コストが高く、製造に時間がかかるため、ボアサイト社は軍の要求に応じて迅速に技術を改良し、提供することができません。

「私たちは3Dプリントの能力を基盤に会社全体を築き上げました。3Dプリントがもたらす柔軟性とカスタマイズ性こそが、私たちに大きな可能性をもたらしました。ターゲットドローンは、可能な限り低コストで製造する必要があったため、PLAフィラメントを用いたFDM方式でプリントしました。このドローンは破壊されることを前提に作られています」とジャスティンは語りました。FDM方式の3Dプリントは非常に低コストであるため、Boresight社は信頼性が高く使いやすい製品を提供しながら、非常に費用対効果の高い製造プロセスを構築することができました。

Boresight 社は、ターゲット ドローン (右) からミッション対応ドローン (左) への拡張を要求されたときに、その実用性と合理化された製造ワークフローを理由に SLS 3D プリントを採用しました。

ASCAが、より高い耐久性と産業グレードの材料を必要とする非標的型ドローンの契約を獲得した際、Boresightは容易に資金調達を行うことができました。Boresightのエンジニアリングチームは、エンジニアリンググレードの材料を使用するだけで、手頃な価格で高品質のドローンを製造できることを確信していました。

「私たちはドローンを効率的に製造することに非常に長けており、そのため、オーストラリア製でコスト効率の高い高性能ドローンを求めるアクセラレータープロジェクトにおいて、非常に競争力を発揮できます。だからこそ、Fuseに注目したのです」とジャスティンは語った。

実証済みのワークフロー、新たなパワー。

Boresight の SLS プリント ドローンは、FDM プリント ターゲット ドローンよりも耐久性が高く、産業グレードです。

SLS 3D プリンティングにより、許容誤差の小さい複雑な部品の作成が可能になり、組み立てプロセスの一貫性が確保されます。

Boresight 社は、より堅牢で高性能なドローンを設計、製造するためのオプションを評価し始めた際に、あらゆる環境で使用できるほど強力、軽量、耐久性のある素材を提供しながら、低コストで高価値の運用モデルを維持するソリューションを求めていました。

「SLS技術の最大の利点は、エンジニアリンググレードの材料を使用できることです。部品の厚さや特性に基づいてエンジニアリング上の判断を下すことができます。特にFDMマシンでPLAを使用する場合、均一な形状が得られないため、厚く重くする必要があります。しかしSLSなら、その材料をエンジニアリング解析ソフトウェアに入力し、その特性がどのように動作するかを判断できます」とジャスティンは述べています。

Boresight社のエンジニアリングチームは、他の粉末床式溶融結合プリンターを評価した後、従来の大規模産業用システムが解決策であるとは確信していませんでした。高額な初期費用はASCAとの契約では賄えず、迅速なROI（投資回収​​率）達成には生産能力の即時かつ大幅な増強が必要でした。彼らは、50万ドル近い価格設定をすることなく、品質と信頼性を確保したいと考えていました。「費用対効果は私たちにとって非常に重要です。当社は費用対効果の高いソリューションを基盤としており、投資額はすべて将来的に回収できる必要があります。Fuseシリーズは、まさに価格に見合った品質を実現してくれます」とジャスティン氏は述べています。

エコシステムの充実と効率性の向上。

Fuse Blast を追加すると、Boresight の SLS 部品の生産効率、スループット、表面品質が向上します。

自動化されたメディア ブラストにより、印刷後の手作業のステップを最大 80% 削減できますが、一部の部品では、わずか数分間の手作業によるブラストを追加するだけで、射出成形されたプラスチックとほとんど区別がつかない部品が作成されることがあります。

工場が稼働するとすぐに、BoresightチームはFuse Blast洗浄・研磨システムと、2台目のFuse 1+ 30Wプリンターを追加しました。「現在、2台のプリンターが稼働しているので、プリントした直後にブラスト処理を施すことで、手作業よりもはるかに優れた仕上がりを実現できます。生産能力と効率の面で、これは私たちにとって大きなメリットです」とジャスティンは述べています。

Boresight 社による Fuse での高性能ドローンの製造。

Boresight は、Fuse シリーズが推奨するメンテナンスおよびクリーニング スケジュールに従い、生産レベルでも一貫したワークピースの品質を維持します。

定期的に光学カセットをクリーニングすると、波状のパターンや表面の凹凸などの一般的な印刷欠陥を防ぐことができます。この作業には約 20 秒しかかかりません。

SLSプリントチャンバーの自立型プリント設計により、Boresight社の設計チームは部品を高密度に配置する柔軟性を得ることができました。シャーシ、アーム、マウント、バッテリーコンパートメント、カメラハウジングの部品をすべて1回のプリントジョブで積み重ねることができました。この高密度配置によりユニットあたりのコストも削減され、リーン生産方式を維持することができました。 「私たちのドローンのほぼすべてはFuseでプリントされています」とジャスティンは語った。FDM技術からの切り替えにより、設計チームはより自由に、過酷な環境でも軽量でありながら強度と耐久性に優れた部品を製造できるようになった。

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このドローンは、機材を丁寧に扱うことでは知られていない軍事組織向けに設計されました。彼らはシンプルで軽量、そして堅牢なものを求めていました。これらは通常相反する要件ですが、Fuseによってそれを実現することができました。
ボアサイトのCEO、ジャスティン・オールド氏

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将来に備える柔軟性。

ドローン業界で唯一不変なものは変化です。ボアサイトが業界の急速な変化に対応できるよう、ジャスティンは3Dプリンティングに専念することを選びました。 「射出成形や真空成形といった従来の技術の問題点は、柔軟性が損なわれることです。ボアサイトが手がけるような仕事では、いつでも小さな変更の要求に対応できる必要があります。3DプリンティングとFuseシリーズは、まさにその選択肢を提供します。私たちは常に変化に対応できます。ある朝起きてデザインを微調整するだけで、あとはプリンターに任せれば良いのです」とジャスティンは言います。

SLSによるオンデマンド製造により、Boresight社は機敏性を発揮し、軍部隊がカメラのサイズを変更する必要がある場合から、プロペラサプライヤーが取り付けポイントを変更する場合まで、業界の変化に迅速に対応できます。従来のメーカーであれば、旧式の金型に数十万ドルの費用がかかるような変更も、新しいソリューションを印刷する前に約10分で修正できます。 「射出成形を合理的に行うには、非常に大量生産が必要です。シャーシなどの部品の金型コストは約10万ドルにもなり、1年後に積載量が変更された場合、期待するROI（投資収益率）が得られません」とジャスティン氏は言います。

Fuseは、従来の製造方法や大型の粉末床溶融結合装置に比べて立ち上げの障壁が低いため、Boresight社は段階的に生産規模を拡大することができます。Boresight社は、徹底したリーン生産モデルとFuseシリーズSLSエコシステム内での事業拡大という強みを活かし、需要に合わせて生産能力を調整することができます。これにより、Boresight社は3Dプリンティング事業に注力しつつ、堅牢ですぐに使用可能なドローンの製造能力も同時に活用することができます。

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「Fuseテクノロジーは、私たちの変革を強力にサポートします。私たちは、生産体制の開発と拡大に伴って、Fuseとともに事業を拡大していきます。」
ボアサイトのCEO、ジャスティン・オールド氏

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参考文献

https://formlabs.com/blog/drones-sls-3d-printing-boresight/