AMCM社はEOS製の金属・樹脂3Dプリンターをカスタマイズする3Dプリンターのメーカーで、ドイツ・EOS社のグループ会社です。
レーザーの種類・出力・本数や、造形領域、ヒーティング温度、造形雰囲気など、お客様それぞれの用途に適したカスタマイズを承っております。
ここでは、AMCM社の最新の製品情報と活用事例についてご紹介いたします。
※本記事は、2025年1月31日に開催されたTCT Japan 2025 Introducing Stageでの講演をもとに構成しています。
目次
- AMCMの技術情報
- nLIGHTについて
- FDRについて
- 最新の製品情報
- AMCM M 8Kについて（ガスフロー、スキャンフィールド、フィルターシステム、熱管理、モニタリングシステム）
- プラットフォームキャリアについて（500℃予熱、造形領域の縮小、アクティブ冷却、モジュールの取り扱い）
- 主要市場とケーススタディ
- AMCMの市場
- アプリケーション 事例（航空宇宙）
- カスタマイズ機 事例（ロボットアーム付き装置、錠剤開発向け装置）
AMCMの技術情報
nLIGHTについて
AMCMの装置では、ビーム成形ができるnLIGHTレーザーをセットアップに選択することができます。
nLIGHTではビームの形状を85μm~210μmの範囲でコントロールすることができます。
機械加工に置き換えて考えると理解しやすいかもしれません。
機械加工では機材を使い分けることで細かい加工や大きな加工をしていますが、
nLIGHTレーザーでは機材を使い分けるのではなく、ビームそのものの形状を変更することができます。
ビーム形状を内部で高速に形成することができるので、一定の大きさのレーザーを使用した造形よりも、はるかに効率的にレーザーのエネルギーを活用できます。
投入するエネルギーやエネルギーの配分を制御できるということは、造形の結果にも影響が出ます。
nLIGHTレーザーを選択することで操作パラメーターが1つ増える形となりますが、上記の理由から最も重要なパラメーターであると考えられます。
実際の造形の様子の動画をご用意しましたのでご覧ください。
左側が標準のプロセスです。
400Wのレーザーを使用していますが、実際に使用しているのは295W程度です。
スポット径が非常に小さいので、400Wのエネルギーを使用すると材料を蒸発させすぎてしまうからです。
右側がnLIGHTレーザーを使用し最適化したプロセスです。
他のレーザーよりも高出力で、最高1.2kWまで使用できますが、エネルギーの分散やヒューム削減の最適化がなされています。
nLIGHTを使用するだけで、どんな材料であっても、少なくとも2倍～3倍は生産性が高くなるでしょう。
nLIGHTセットアップの装置は、これまでに15台販売いたしました。（※2025年1月時点）
AMCMではすべての装置にnLIGHTレーザーを搭載することができます。
（※nLIGHTセットアップの装置は、製品名の末尾にFlexibilityを意味する”FLX”が付きます。）
FDR (Fine Detail Resolusion)について
FDRとはFine Detail Resolutionの略で、非常に細かい造形を得意とする機能です。
標準の85μmよりも小さい55μmから最大140μmのスポット径で造形ができるため、一つの装置で非常に微細な構造と太い構造の両方を造形することができます。
最新の製品情報
M 8Kについて
造形サイズ800 x 800 x 1,600mmの装置で、M 400シリーズの16倍にも及ぶ造形領域を有します。
現行の装置では8本の1kWレーザーが搭載されておりますが、nLIGHTレーザー8本への変更も可能です。
M 8Kの納品は2026年の中頃を予定しています。
ベンチマークのご依頼はいつでも可能ですが、現在ご依頼が立て込んでおりますので、スケジュールのご調整が必要となります。
このような大きな3Dプリンターでは、ガス流れ（ガスフロー）やスキャンフィールド、フィルターシステムなど考慮するべき部分が様々あります。
以下、AMCM M 8Kがどのような仕様になっているかをご説明します。
ガスフロー（ガス流れ）
大型の金属3Dプリンターで最も重要となるのが、ガスの流れをコントロールすることです。
スパッタなどのプロセス副生成物を取り除くことができなければ、品質の良い造形ができません。
AMCMはガスフローについて長年にわたって研究しており、絶えず革新を続けています。
初期は右から左へのラミナーフローのようなものでしたが、その次のM 400-4では上から下へのシャワーのようなガスフローになっています。
更に最近ではM 4Kの開発時に最適化を行い、上から下へのガスフローに側面からのガスフローを追加しました。
高さが1メートルもあるような部品を造形する際、副生成物がレーザーの保護ガラスを覆わないよう、最適化したガスフローで長時間の造形中も効率よく副生成物を取り除く必要があります。
M 8Kにはレーザーが8本あり、高さは1.6メールまで造形可能です。
この条件下でも光学系への汚染や悪影響がないようなガスフローへと最適化しました。
スキャンフィールド
レーザーをたくさん搭載することは容易ですが、AMCMではあえて8本にしています。
強力なレーザーに450 x 425mmという広いスキャンフィールドを適用することで、より効果的な負荷分散が可能になると考えています。
M 8Kのスキャンフィールドでは、隣のレーザーやスキャナーがお互いに助け合い、8本のレーザー同士で負荷分散ができるように設計されています。
上図の2番と4番のような隣合わないスキャンフィールドであっても、互いに重なり合う箇所が存在するようになっており、
どのような形状でも大きなメリットを出せるような設計になっています。
フィルターシステム
大型の金属3Dプリンターでは、フィルターシステムにも考慮する必要があります。
AMCMでは、プロセスガスのリサイクルや副生成物の除去のため、粒子分離機能付きの大きなフィルターシステムを開発しました。
長時間造形向けに設計された3枚のフィルターと、スパッタを安全に不動態化できる革新的な酸化ユニットで構成されています。
取り除かれた金属粉末はプロセス中に酸化されるので、チョークや砂、シリコンなどに浸漬させる不動態化処理が不要です。
廃棄物を扱うオペレーターのリスクが軽減されるほか、不動態化処理のコストも削減されます。
熱管理
M 8Kでは高出力のレーザーを8本搭載しているため、それに対応できるよう熱管理についても最適化されています。
光学部品に熱を与えないように、特別な設計がなされています。
モニタリング機能
プロセス条件を一定に保つため、M 8Kには多くのセンサーを搭載しています。
プラットフォームキャリア（プラグインモジュール）
予熱や冷却といった機能を装置に追加することができる、AMCMのプラットフォームキャリアについてご紹介します。
プラットフォームキャリアには4つのプラグインモジュールがあります。
- モジュール１：200℃予熱（標準モジュール）
- モジュール２：500℃予熱＆造形領域の縮小
- モジュール３：500℃予熱
- モジュール４：アクティブ冷却
お客様側で簡単に取り付け・取り外しができるモジュールのため、必要に応じてすぐに元に戻したり、別のモジュールを取り付けたりできます。
以下、抜粋してご紹介します。
500℃予熱＆造形領域の縮小（モジュール２）
造形領域を直径100mmに縮小することができ、500℃の予熱も行えるモジュールです。
R&Dや高価な材料での少量造形に最適です。
500℃予熱（モジュール３）
プラットフォーム温度を500℃まで上げることができます。
四隅の予熱が弱いため、200 x 200mm の範囲での造形をお勧めしています。
アクティブ冷却（モジュール４）
プラットフォームを冷却するための水冷機能を備えたモジュールです。
1kWレーザーやnLIGHTレーザーなど高出力のレーザーを使用する場合は、プロセスが熱くなりすぎてしまうことがあるため、アクティブ冷却が必要となる場合があります。
アクティブ冷却が必要となるケース例：
形状によっては最適な排熱が行われず、特性が不均一になる可能性があります。
上図は銅合金で造形したときの様子です。
上図左上の画像はパウダーベッドの様子ですが、冷却が不足した結果、ドット状の模様になっています。
未溶融の粉末を取り除くと、粉末が凝集しているのが分かります。
アクティブ冷却のモジュールを使用することで、このような過熱による影響を軽減し、特性を向上させることができます。
モジュールの取り扱い
装置の内部にプラットフォームキャリアを挿入するソケットがあり、ここで水や電源、センサーなどに接続することができます。
マルチプラグのため、最大15種類のモジュールに対応可能です。
下図の水色で囲った2つは水への接続です。
プラグを挿入すると、EOSPRINT側が「何のモジュールが接続されているか」を自動で検知します。
ご要望に応じて更なるモジュールの追加も可能です。
モジュールの交換方法はとても簡単ですので、お客様側で実施できます。
固定しているネジを取り外し、ハンドルを取り付け、モジュールを取り出します。
重いデバイスの取り扱いにはフォークリフトが必要となる場合もございます。
主要市場とケーススタディ
AMCMの市場について
AMCMのカスタマイズ3Dプリンターは様々な分野で利用されています。
全体の35%が宇宙業界、30%が防衛業界、15%が学術界、そして医療業界と新エネルギー業界がそれぞれ10%ずつとなっています。（2025年1月時点）
アプリケーション 事例
航空宇宙
様々なサイズの燃焼室に活用されることが多いですが、航空用の油圧ブロックなどにも活用されています。
カスタマイズ機 事例
ロボットアーム
こちらは3Dプリンターにロボットアームを取り付けたカスタム機です。
このアームが粉末を吸い取ったり、RFIDチップを取り付けたり、別の材料を配置したりします。
錠剤の開発
こちらはCO2レーザーで錠剤を作るカスタム機です。
製薬という特殊な用途に合わせたカスタマイズを行いました。
ロードマップについて
ロードマップというと少し語弊があるかもしれません。
というのも、AMCMは全て受注生産ですので、オーダーがなければ装置を作りません。
先ほどご説明したプラグインモジュールの装置や、6本レーザー搭載のM 450系などは既にオーダーを頂いています。
M 4Kにレーザーを6本搭載したり、nLIGHTレーザーにしたりすることもできます。
nLIGHTレーザーを搭載したモデル（FLXシリーズ）では、既に2kWでの提供も可能で、今後更に高出力になる見込みです。
AMCMはEOSのエコシステムを活用できるので、EOSが開発したスマートフュージョンを搭載することもできます。
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