アディティブマニュファクチャリングとは何ですか？ 3Dプリントを始めましょう

基本から始めましょう

アディティブマニュファクチャリング（ラピッドプロトタイピングまたは3D印刷と呼ばれることが多い）は、材料の層を一度に1つずつ構築して、固体オブジェクトを作成する製造方法です。さまざまな積層造形技術や3D印刷技術がありますが、この記事では、設計から最終部品までの一般的なプロセスに焦点を当てます。

最終部品がクイックプロトタイプであろうと最終用途の機能部品であろうと、一般的なプロセスは大きく変わりません。始めましょう。

CADで製造可能なモデルをどのように設計しますか？

デジタルモデルの作成は、積層造形プロセスの最初のステップです。デジタルモデルを作成するための最も一般的な方法は、コンピューター支援設計（CAD）を使用することです。アディティブマニュファクチャリングテクノロジーと互換性のある無料のプロフェッショナルCADプログラムが幅広くあります。リバースエンジニアリングを使用して、3Dスキャンを介してデジタルモデルを生成することもできます。

アディティブマニュファクチャリングのデジタルモデルを設計する際に評価する必要のある設計上の考慮事項がいくつかあります。これらは一般に、いくつか例を挙げると、フィーチャージオメトリの制限とサポートまたはエスケープホールの要件に焦点を当てています。このような要因はテクノロジーによって異なる傾向があるため、ブラッシュアップすることが不可欠です。

STL変換とファイル操作とは何ですか？

従来の製造とは異なる積層造形プロセスの重要な段階は、CADモデルをSTL（ステレオリソグラフィー）ファイルに変換する必要があることです。 STLは、三角形（ポリゴン）を使用してオブジェクトの表面を記述します。 CADモデルをSTLファイルに変換する方法のガイドはここにあります。

モデルをSTLファイルに変換する前に、モデルの物理的なサイズ、水密性、ポリゴン数など、いくつかのモデルの制限を考慮する必要があります。

STLファイルが生成されると、ファイルはスライサープログラムにインポートされます。このプログラムはSTLファイルを受け取り、それを数値制御（NC）プログラミング言語であるGコードに変換します。自動工作機械（CNCマシンや3Dプリンターを含む）を制御するためにコンピューター支援製造（CAM）で使用されます。スライサープログラムを使用すると、設計者はサポート、レイヤーの高さ、パーツの向きなどのビルドパラメーターをカスタマイズすることもできます。

アディティブマシンはどのようにカスタムパーツを製造しますか？

アディティブマニュファクチャリングマシン（3Dプリンター）は、多くの小さくて複雑な部品で構成されているため、正確な印刷を行うには、適切なメンテナンスとキャリブレーションが重要です。

アディティブマニュファクチャリングで使用される原材料は、多くの場合、保管寿命が限られており、慎重な取り扱いが必要です。一部のプロセスでは余分な建築材料をリサイクルできますが、定期的に交換しないと、再利用を繰り返すと材料の特性が低下する可能性があります。

ほとんどの積層造形機は、印刷開始後に監視する必要はありません。マシンは自動化されたプロセスに従い、問題は通常、マシンの材料が不足した場合、またはソフトウェアにエラーが発生した場合にのみ発生します。さまざまな積層造形プリンターがどのように部品を製造するかについての説明は、ここにあります。

いつどのようにプリントを削除しますか？

一部の積層造形技術では、印刷物の除去は、印刷物をビルドプラットフォームから分離するのと同じくらい簡単です。他のより工業的な3D印刷方法の場合、印刷物の除去は、それがまだ建築材料に入れられているか、またはビルドプレートに取り付けられている間に印刷物を正確に抽出することを含む高度に技術的なプロセスです。

これらの方法では、複雑な取り外し手順と高度なスキルを備えた機械オペレーター、および安全装置と管理された環境が必要です。

アディティブマニュファクチャリングの後処理はどのように機能しますか？

後処理方法は、プリンタテクノロジによって異なります。 SLAでは、コンポーネントを処理する前にUVで硬化させる必要があります。多くの場合、金属部品はオーブンで応力を緩和する必要がありますが、FDM部品はすぐに処理できます。サポートを利用するテクノロジーの場合、これも後処理段階で削除されます。ほとんどの3D印刷材料は研磨することができ、タンブリング、高圧空気洗浄、研磨、着色などの他の後処理技術を実装して、最終用途の印刷物を準備します。

よくある質問

主な積層造形技術は何ですか？

アディティブマニュファクチャリングの傘下には7つのテクノロジーがあります。これらは、バット重合、材料押し出し、材料噴射、シートラミネーション、指向性エネルギー堆積、バインダー噴射、および粉末床融合です。

アディティブマニュファクチャリングと3Dプリントの違いは何ですか？

アディティブマニュファクチャリングと3D印刷という用語は、ほとんどの場合、交換可能です。どちらも、CAD設計からパーツをレイヤーごとに構築する製造プロセスを指します。

積層造形とラピッドプロトタイピングは同じプロセスですか？

アディティブマニュファクチャリングと3D印刷は同じ意味で使用されることがよくありますが、ラピッドプロトタイピングは関連していますが別個のプロセスです。ラピッドプロトタイピングとは、製品開発のプロトタイピングの加速段階を指し、積層造形はその目的をサポートするプロセスです。

どの業界が一般的に積層造形を使用していますか？

アディティブマニュファクチャリングは、航空宇宙、ロボット工学、家庭用電化製品、自動車など、幅広い（そして成長している）業界で使用されています。添加剤の出現と普及から多大な恩恵を受けた業界の1つは、医療技術です。歴史的に、ほとんどの業界はプロトタイピングに添加剤を使用する傾向がありましたが、より堅牢な技術が市場に登場するにつれて、企業は最終用途の部品や大量生産にも添加剤に目を向けています。

積層造形の利点は何ですか？

アディティブマニュファクチャリングには、多くの独自の利点があります。これは、サブトラクティブプロセスよりもはるかに費用効果の高いプロトタイピングパーツの作成方法であり、材料の無駄が少なくなります。エントリーのコストは非常に低く、本番環境での実行が小規模で高速な場合は安価です。アディティブマニュファクチャリングは、最適化するレガシーパーツを再作成する必要がある場合に特に役立ちます。

積層造形で使用される一般的な材料は何ですか？

アディティブマニュファクチャリングでは、ポリマー、金属、場合によってはセラミックを使用してカスタムパーツを作成できます。アディティブマニュファクチャリングで見られる最も一般的な材料は、特にプロトタイピング用のプラスチックです。