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

業務用3Dプリンターにおける金属3Dプリント技術は、金属切削や鍛造、鋳造などこれまで用いられてきた工法では加工が難しかった、複雑な金属部品をダイレクトに造形できるものです。こちらの記事では、金属3Dプリント技術の特徴や導入におけるメリットや留意点などをまとめました。

金属3Dプリントとは?

金属3Dプリントは、たとえばステンレスやチタン、アルミニウム、インコネルなどの金属粉末に対し、高出力のレーザーや電子ビームを照射することで溶融・焼結させつつ三次元構造を形成していく造形技術のことです。この技術を使用することによって、切削工具の刃が入らない中空構造や内部流路を持った金属パーツを一体で造形できます。

ただし、造形を行う中で大きな熱応力(歪み)が発生することから、パーツをビルドプレートに固定して熱を逃し変形を防ぐための「金属用のサポート構造」が欠かせない点には注意が必要となります。

金属3Dプリントの主なメリット

ここでは、金属3Dプリントの主なメリットについていくつか紹介していきます。以下のメリットに加え、金型が不要であり切削による材料廃棄を削減できることから、希少な金属を用いた場合でも使用量を可能な限り抑えられるといった効果も期待できます。

金属3Dプリントの留意点とデメリット

前述の通りさまざまなメリットがありますが、その反面留意点やデメリットも存在します。導入を検討する際には、注意すべき点についてもあらかじめ把握しておくことが大切です。

金属3Dプリントの利用シーン

金属3Dプリントはさまざまな場面で用いられています。例えば航空宇宙分野ではエンジン部品に、また医療分野ではカスタムインプラント(人工関節)の製造、モータースポーツにおいては、軽量構造体の製造に用いられるなど、極限の性能が求められる分野で実用化されている点が大きな特徴といえます。

この技術を用いることで高価な試作金型の作成が不要になりますので、産業機械で使用する特殊ブラケットや特注のツールを製造する場合、開発期間を大幅に短縮できるとともにコストの低減も期待できます。

金属加工技術の限界とされてきた部分を超えた技術

金属3Dプリントは、これまでの金属加工技術の限界とされてきた部分を覆し、製品の高性能化に加えて開発スピードの大幅な向上が期待できる技術です。初期投資が高額になる点や安全管理の徹底、後処理に手間がかかるといった課題はありますが、金属3Dプリントの自社導入や活用について前向きに検討してみてはいかがでしょうか。

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/)
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
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
  • 本機の連続繊維強化造形で軽量・高剛性のアーム先端を内製でき、加減速時の振れを抑えて作業のズレを減らせます
  • ナイロン系ベースに高強度繊維を積層して丈夫に作れ、先端の交換回数を抑えて運用を安定させられます

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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)
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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