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バインダージェッティング / MJFのメリットと特徴について

この記事でわかること
  • バインダージェッティングとMJFの基本概要およびサポート構造不要による高速・量産造形の仕組み
  • 面単位処理や3Dネスティングによる高い生産性と、高密度・低歪みを実現するそれぞれの技術的メリット
  • デパウダリングや焼結時の収縮管理など導入時に注意すべきポイントと、樹脂・金属・医療分野での活用シーン

バインダージェッティングやMJFは、粉末材料をベースとした3Dプリント技術です。従来のSLS(選択的レーザー焼結方式)などのレーザー走査型とは異なり、材料を溶かすための加熱アプローチが異なるため面単位で高速処理できるため、量産用製造インフラとして普及しています。ここでは、バインダージェッティング / MJFについてメリット、注意すべきポイント、利用シーンなどをまとめました。

バインダージェッティング / MJFとは?

バインダージェッティング / MJFは、どちらも造形エリアに敷き詰めたパウダー材料に対して液体を粉末層に定着させて造形するものです。レーザーではなくインクジェットヘッドを使うことは共通していますが、主な材料や結合方法、熱処理の有無などに違いがあります。

バインダージェッティング(BJ)は液体接着剤を噴霧して接着するもので、金属や砂、セラミックス、石工などが主な材料となります。造形直後はもろいため、プリント後に脱脂・焼結という高温炉での熱処理工程が必須となります。高速造形、多数の同時造形に適しています。

MJFはマルチジェットフュージョンのことで、ナイロンなどの樹脂材料に対応した造形方式です。敷き詰めたパウダーに対して溶解促進剤を噴霧し、熱を加えて固めます。造形スピードが速く複数の部品をまとめて造形可能です。造形時に樹脂がとけて一体化しているため、熱処理・焼結工程は不要です。

バインダージェッティング / MJFの主なメリット

バインダージェッティング / MJFのメリットについて紹介します。

バインダージェッティング / MJFの留意点とデメリット

バインダージェッティング / MJFを活用する際には、メリットだけでなくデメリット、気を付けるポイントについても知っておく必要があります。

バインダージェッティング / MJFの利用シーン

バインダージェッティング / MJFは、金型を製造するコストや時間を削減できることからプラスチック躯体やドローン部品など樹脂パーツの小~中ロット ン量産に活用されています。また、複雑な形状の金属部品でもバインダージェッティングは効率的に一体成型でき、バルブやマニホールドなど内部構造が複雑な部品量産にも適しています。

患者個々の形状に合わせた義肢や装具、インソールなどもデータから直接短期間で造形可能であるため、医療・ヘルスケア用品にも利用されています。

バインダージェッティングとMJFはサポート不要でスピーディーに造形できる

バインダージェッティングとMJFは、粉末を敷き詰めてインクジェットエッドで造形する技術です。結合方法などに違いがありますが、どちらもサポート構造が不要で空間全体にパーツを隙間なく配置できることで、効率よくスピーディーに造形することができます。造形後の粉払い工程や仕上がりがマットになることなど、注意すべきポイントも抑えておきましょう。

よくある質問

Q. バインダージェッティングとMJFは、どちらも同じ材料を使いますか?

A. 仕組みが違うため、材料を同じ前提で比較できません。
前者は粉末を結合剤で固める方式で、金属では後の焼結が必要な場合があります。MJFは造形剤と熱を使う樹脂粉末の方式です。用途と後処理を分けて比較してください。 方式名ではなく、最終的に使える材料と得られる物性から選びます。比較表に造形時の粉末、後処理後の状態、必要な強度を別々に書くと、同じ「粉体方式」としての混同を防げます。

Q. どちらもサポート材が不要なら、後処理は簡単ですか?

A. サポート除去が不要でも、粉の除去や仕上げは残ります。
バインダージェッティングでは用途により焼結や含浸も必要です。作業時間を比較するときは造形後の工程を含めてください。 例えば空洞に粉が残る形では、サポートが不要でも清掃工数が増えます。排粉、焼結・含浸、表面仕上げ、寸法検査を工程表に入れ、完成品までの時間で比べます。

Q. 小ロット部品の方式選びでは、何を比べますか?

A. 材料特性、寸法、表面、必要数量を同じ条件で比べます。
試作品の単価だけでなく、粉の再利用、後処理、検査を含めて見積りを取ってください。 同じ部品データ、必要数量、仕上がり条件を提示して見積もることが重要です。試作では嵌合寸法と表面を実測し、量が増えた場合の単価や再現性も確認します。
次は、必要数量での再現性と完成までの納期を、候補方式ごとに確認します。

現場の課題別
産業用(業務用)3Dプリンター3選

外注待ちの長さ、ブレによるスピードの上げづらさ、大型・耐熱部品の作りにくさは、現場の生産性を下げます。 産業用(業務用)3Dプリンターを選ぶ際には、各課題解決に適した機能特徴を持つ製品を選ぶようにするとよいでしょう。ここでは、主な製造現場の課題別に、おすすめの製品を紹介します。

自動車メーカーの
生産技術部向け
GX-1000シリーズ
(キーエンス)
GX-1000シリーズ(キーエンス)
引用元:KEYENCE
(https://www.keyence.co.jp/products/3d-printers/3d-printers/gx-1000/)
専門知識不要で高機能な
治具を今日すぐに作りたい
  • CAD読み込みと材料選択だけで温度も自動調整、交替要員や新任でも迷わず当日造形でき、ライン停止時間を短縮できます。
  • ESD・難燃・耐薬品の材料を用途ごとに指定でき、自動車の電装・塗装・洗浄ラインでの使用可否を事前にルール化しやすく、判断基準を統一して属人化やばらつきを防げます。

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電機メーカーの
SI部門向け
Mark Two
(Markforged)
Mark Two(Markforged)
引用元:Markforged
(https://markforged.com/jp/desktop-series)
軽くて強いアーム先端で
ブレを抑えたい
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航空宇宙/大型筐体の
量試生産チーム向け
Fortus 900mc
(Stratasys)
Fortus 900mc(Stratasys)
引用元:Stratasys
(https://support.stratasys.com/jp/printers/fdm/fortus-900mc-f900)
大きい・熱に強い部品を
分割せず一度で作りたい
  • 914×610×914mmの造形室で大きな部品を一度に作れ、分割・接着工程を減らして工数と納期を短縮できます。躯体の剛性・気密も確保しやすいです。
  • 高温・難燃グレードの樹脂に対応し、高温環境向けの治具や最終部品の品質が安定し、環境試験・耐熱要件にも合わせやすいです。

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