3D印刷は、従来の製造プロセスを追い抜くことができますか？

3D印刷は昨年、多くの興奮を生み出してきましたが、工業生産におけるテクノロジーの将来はまだ不透明です。。 技術の進歩により、3D印刷業界は急速に成長し、さまざまな種類の素材を印刷できるようになりました。しかし、3D印刷は、従来のサブトラクティブマシニングや射出成形に取って代わったわけではありません。理由のいくつかを見てみましょう。

1）美的品質

最終製品が非常に滑らかで完璧な仕上がりである必要がある場合は、3D印刷の使用はお勧めしません。 3D印刷は付加的なプロセスです。つまり、3Dプリンターは、オブジェクトが完成するまで、連続する材料の層をオブジェクトに繰り返し「追加」します。完成品では、層は薄くスライスされた水平断面として見ることができます。射出成形、スタンピング、CNC機械加工など、他の多くの製造プロセスにより、より滑らかな仕上がりが実現します。

2）強さ

3D印刷された部品は、従来の製造部品ほど強力ではありません。彼らのレイヤーバイレイヤーの製造技術は、彼らの最大の強みであり、最大の弱点でもあります。射出成形のようなプロセスでは、材料構造が比較的一貫しているため、強度は成形品全体で非常に均一です。 3D印刷では、製品はレイヤーに組み込まれています。つまり、レイヤーはXおよびY平面の場合とは異なり、Z軸でも結合しないため、ラミネートの弱点があります。 3D印刷がより弱い製品を生み出す原因となる別の要因は、プリンターでの使用に適したプラスチックがごくわずかであるということです。高性能プラスチックの全範囲にアクセスすることはできません。 G-10 / FR4（45,000 PSI）やFRP（30,000 PSI）を含むすべての最強のプラスチック材料は、3D印刷を使用して製造することはできません。

3）精度

ほとんどの産業メーカーは、正確な公差と厳格な品質管理を備えたハードウェアを必要としています。 3Dプリンターはかなり正確ですが、CNCマシンとは比較できません。 CNC機械加工部品の標準公差は、+ /-0.005 "または0.001" / "のいずれか大きい方ですが、部品の設計によってはさらに厳しい公差を実現できます。 3D印刷の許容誤差はさまざまですが、通常は+/- 0.009〜.020インチの範囲です。したがって、CNC機械加工は、多くの場合、臨界公差のある製造部品に対してより正確な選択です。

4）生産速度

製品を大量かつ短時間で大量生産する必要がある場合、最適な製造プロセスは最終製品のサイズと形状によって異なります。最速の製造プロセスの1つであるプレス加工では、1時間あたり最大22,000個の部品を作成できます。ただし、スタンピングは、平らで比較的薄く、単純に設計された部品にのみ適しています。射出成形も1時間あたり1,440個以上と非常に高速であり、はるかに複雑なコンポーネントを作成できます。対照的に、3D印刷は、部品の完成に数日とまではいかなくても数時間かかることが多いため、産業用ハードウェアの大量生産には理想的ではありません。

5）費用

コストの観点から見た3D印刷の利点は、工具がないことです。これは、従来の製造形態では大きな出費です。射出成形金型は数千ドルかかる場合があります。多くの3Dプリンターも、他のマシンと比較するとかなり安価です。たとえば、Makerbot®のコストは新しいCNCマシンの約1/10です。

ただし、3Dプリントのコストに関連するいくつかの欠点があります。材料を購入する場合、規模の経済がないため、1つのアイテムはXポンド、1000のアイテムは1000ドルです。そのため、生産量が増えてもコストが下がることはなく、このプロセスは大量生産には非効率的です。材料はまた、原材料だけを購入するよりもはるかに高価であり、最も安いのは1ポンドあたり約25ドルで、一部の樹脂では最大250ドルです。

ただし、製造業における3Dプリントの将来はまだ見えていないことに注意してください。 一部の企業は、すでにこのプロセスを使用して顧客向けのプロトタイプを作成しています。 3D印刷を使用して射出成形金型を作成する会社もあります。

3Dプリントの将来についてどう思いますか？ 以下のコメントセクションでお知らせください。

プラスチックの詳細をお探しですか？ 無料ガイドをダウンロードしてください！