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こちらの記事では、業務用プリンターのうち粉体焼結・結合という方式について解説。切削や金型では実現が難しかった複雑な形状であっても、粉体焼結・結合方式であれば高強度かつスピーディーな造形を行うことができます。
「粉体焼結・結合」とは、敷き詰めた樹脂の粉末材料に対し、レーザーや結合剤などを用いることによって層状に焼き固めていく造形方式の総称です。例えば、SLS（選択的レーザー焼結法）やSAF、MJFなどさまざまな種類があり、それぞれ熱源やアプローチが異なっています。材料としては、主にナイロン（PA12など）といった高い強度を持つエンジニアリングプラスチックが使用されています。
こちらの方式では、未焼結の粉末が造形物を支える役割を果たすことが特徴のひとつとなっています。そのため、光造形やFDMで使用されるようなサポート材は不要です。
ここでは、粉体焼結・結合3Dプリンターの導入によって期待できる主なメリットについて紹介していきます。さまざまなメリットがありますので、導入を検討されている方はぜひ参考にしてください。
上記の通りさまざまなメリットがありますが、その反面注意したい点やデメリットと感じる可能性がある点も存在します。どのような点に注意することが必要なのかをあらかじめ確認しておくことがおすすめです。
こちらの方式は、設計開発を行う現場において「形状確認」を超えた場面で活躍します。
また、生産ライン用の軽量なカスタム治具を内製化することによって、業務効率の改善につながることも期待できます。金型を作成する必要がなく、数十個から数百個規模の製品を必要なタイミングで必要な分製造できる「オンデマンド生産」を行えます。
また、自動車や航空宇宙産業、産業ロボットといったように、高い強度と軽量化が必要な部品の最終製造への適用も考えられます。
粉体焼結・結合3Dプリンターは、設計の自由度を高め、実際の製品に匹敵する部品を作り出すことができる強力なツールです。本体が高額であることから設備投資に費用がかかる点、微細な粉塵を扱うため環境を整える必要があるなどの留意点はありますが、小ロット量産・カスタム部品を短い納期で製造するといったように、導入することによってさまざまな効果が期待できます。
Q. 粉体を使う方式では、細い穴の中の粉も取り除けますか？
A.
穴の長さや曲がり方によって除去しにくくなります。
排粉用の開口や清掃手順を設計に入れ、試作後に内部を確認してください。 袋小路や細長い曲がり穴は、外側から粉が見えなくても内部に残り得ます。断面模型や試作品で排粉手順を試し、必要なら開口位置や流路形状を変更します。
Q. 粉体方式の部品は、造形後すぐ使えますか？
A.
冷却、排粉、必要な仕上げを経てから評価します。
金属では方式によって焼結や熱処理も必要です。見積り時に後工程と納期を確認してください。 完成までの工程を方式別に並べると、冷却待ちや後処理の時間を見落としにくくなります。納期の判断では、造形開始から検査済み部品になるまでを基準にします。
Q. 粉体方式を選ぶ前に、作業環境の何を確認しますか？
A.
粉の保管、飛散対策、回収と廃棄の方法を確認します。
材料や装置ごとの取扱説明に従い、造形物の品質だけでなく運用体制も比較してください。 粉末の供給・回収時に作業者が触れる工程まで洗い出します。保管容器、清掃、廃棄の条件を確認し、導入前に安全担当と作業手順を整えます。
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。
