【製造業向け】 業務用3Dプリンター活用ガイド
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BMD方式のメリットと特徴について

BMD方式は、金属粉末と樹脂バインダーを混合した材料を用いて造形を行い、その後、脱脂・焼結の工程を経て金属部品を完成させる3Dプリンティング技術です。粉末を直接溶融する方式と比べて材料管理がしやすく、かつ設備面でのハードルも比較的低いので、設計開発の現場で試作や治具製作に活用されています。本記事では、BMD方式の仕組みやメリット、留意点、具体的な利用シーンについて解説します。

BMD方式とは?

BMD(Bound Metal Deposition)方式は、金属粉末と樹脂バインダーを混ぜたフィラメント材料を加熱しながら押し出し、層を重ねて造形する技術です。

造形直後は「グリーン部品」と呼ばれる中間成形体の状態で、その後、脱脂(デバインド)と焼結の工程を経て金属部品として完成します。脱脂でバインダーを取り除き、焼結炉で高温処理することで金属粒子が結合して実用強度を得る仕組みです。

この手法は金属粉末射出成形(MIM)の技術を応用したもので、焼結時に寸法が収縮する点もMIMに共通しています。粉末を直接溶かさないので材料を扱いやすく、設計検証から治具製作まで幅広く活用されています。

BMD方式の主なメリット

粉末を直接溶融させる方式と比べて、BMD方式は材料管理や設備面でのハードルが低い方式です。サポート材の除去や後処理も工夫しやすいため、試作から治具製作まで設計開発の現場で導入しやすい技術です。検討の際は、造形装置だけでなく脱脂・焼結を含めた工程全体で評価することが重要です。

ワンポイント:焼結時の等方的な収縮を前提とした寸法補正が自動で行われる一方、肉厚差が大きい部位では変形リスクが高いため、肉厚の均一化やリブ配置などの設計配慮が求められます。

BMD方式の留意点とデメリット

設備導入のハードルが比較的低い反面、脱脂・焼結工程が必須となるため、運用コストや設置条件は工程全体で判断する必要があります。運用コストは材料費だけでなく、ガス使用や排気設備、品質評価まで含めて検討することが必要です。

ワンポイント:導入検討時は「どこまでをBMDで内製し、どこからを切削・SLMなど他プロセスに任せるか」を設計段階で線引きしておくことが重要です。

BMD方式の利用シーン

BMD方式は、金属で形状や剛性を確認したい一方で大量生産ではなく少数での検証が必要な場合に適しています。代表的な用途としては、治具や工具類の内製化があげられます。外注すると時間がかかる金型周辺の部品を、短納期で用意したい場合にも有効です。

また、機構部品の機能検証用モデルとしても高い利用価値があります。実際に組み付けて干渉の有無を確認したり耐久性の目安を把握したりする際にも役立ちます。切削加工を外部に依頼する前段階で設計の妥当性を検証できるため、開発プロセスの効率化にもつながります。

少量・短納期で金属部品が必要になる設計開発の現場と相性の良い手法です。

ワンポイント:設備投資・安全対策のハードルが比較的低いため、開発部門や設計部門が主体となる分散配置がしやすい方式です。

設計開発で金属試作を内製化しやすいBMD方式

設計開発において金属部品の試作が必要になった際、BMD方式は有力な選択肢のひとつとなります。粉末を直接扱わない仕組みのため、材料管理の負担が軽く、治具や試作部品を社内で製作しやすい点が魅力です。ただし、脱脂・焼結工程に伴うランニングコストや設置時の排気設備、そして材料の機械的特性については、社内の設置条件にあわせて事前の評価も必要です。

どの用途に使うかを明確にし、造形から焼結までの工程全体を見据えて運用を設計すれば、設計開発の現場での大きな活用が進みます。

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
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/)
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電機メーカー
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(Markforged)
Mark Two(Markforged)
引用元:Markforged
(https://markforged.com/jp/desktop-series)
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航空宇宙/大型筐体
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)
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