大量生産のための3D印刷の利点

3D印刷は、プロトタイプや実際の製品を作成するための優れたプロセスであり、生産の効率と有効性のための基本的な呼び出し方法を形成しています。また、3D印刷は、大量生産でラピッドプロトタイピングプロセスを使用する傾向にある世界にプラスの影響を与えています。

したがって、3D印刷の適用について知っておくことが重要です。 大量生産、その利点、およびそのさまざまなアプリケーション。この記事では、3Dプリントを使用した大量生産について知っておくべきことをすべて紹介します。

大量生産に3Dプリントを使用する利点

3D印刷は、大量生産で使用される優れた技術であり、この方法の利点を知ることができます。以下は、3Dプリントをより良い選択にする理由です。

・ ラピッドツーリングによる市場投入までの時間の短縮

製造業の世界は非常に競争が激しく、市場に到達するまでにかかる時間は、ビジネスの成功の大きな決定要因になる可能性があります。これは、選択した製造プロセスが短期間で多数の製品を納品できなければならないことを意味します。生産時間と納期の増加は、市場でのビジネスの製品の可用性を向上させ、競争力を高めることになります。

ラピッドプロトタイピングで使用される製造プロセスの中で、3D印刷は、欠陥をチェックし、実際の製品の観点から納品するために必要なプロトタイプを作成することができます。 3D印刷の大量生産は、製品自体を製造するだけでなく、他の製造プロセスで役立つエンティティを作成することでもあります。たとえば、メーカーはこのプロセスを使用して3D印刷された射出成形金型を作成できます。これは、大量生産の射出成形に役立ちます。

・ 作成しているものをすばやく変更する柔軟性

プロダクション3D印刷では、エラーや変更の必要がある場合、メーカーは作成しているものを簡単に変更できます。この特性は、3D印刷のバッチ生産で重要です。これにより、製造業者はプロトタイプを作成して、欠陥をチェックしたり、部品の機能を分析したり、使用しているプロトタイプのタイプに応じて他のことを実行したりできます。したがって、設計者はエラーを検出したときに簡単に変更できます。

・ 製品をカスタマイズする機能

パフォーマンスと美学は、成長するビジネスの基本的な要件です。パフォーマンスは製品の品​​質の観点から、美学は顧客を引き付けることです。パフォーマンスと美学の両方は、製品のカスタマイズに依存します。最近使用されているさまざまなラピッドプロトタイピングプロセスの中で、プロダクション3D印刷がカスタマイズに最適です。

注文に応じて、生産を遅らせたり増やしたりすることができます。新しいタイプの製品が必要な場合は、3Dプリントの生産部品の設計の変更を要求することもできます。 3D印刷に利用できるさまざまな種類の材料も、カスタマイズを非常に簡単にします。

大量生産部品用の3D印刷材料

3Dプリントの素材には3つのカテゴリーがあります。各カテゴリーは、さまざまな製品に適した独自の機能と特性を備えたさまざまな材料で構成されています。以下は、使用できる一般的な資料です。

プラスチックポリマー

プラスチックは、ボリューム3D印刷で使用される最も一般的な材料です。これにより、3Dプリントのおもちゃ、家庭用備品、机の道具、花瓶などの製品を作ることができます。プラスチック材料の人気は、硬さ、柔軟性、滑らかさ、色のオプションなどの機能によるものであり、それらの使用をさらに改善します3D生産部品で。使用できるプラスチックポリマーの一般的なタイプのリストがあります。

・ポリ乳酸（PLA）

ポリ乳酸/PLAは、天然物から作られた環境に優しいプラスチックであり、その生分解性で知られています。それは2つの形で発生します：それらの強さを示すソフトとハードです。ハードPLAは、その硬度、強度、耐久性により、大量生産でより一般的なタイプです。

・ アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）

ABS素材またはLEGOプラスチックは、その強度、硬さ、柔軟性で知られるプラスチックポリマーです。 ABSには多くの色があり、ティッカーやおもちゃ、宝石、花瓶を作るための一般的な3D印刷素材です。

3D印刷されたフィラメントが必要で、PLAとABSのどちらかを選択するのが面倒な場合は、当社のWebサイトの記事を確認してください。

・ ポリカーボネート（PC）

ポリカーボネート/PCは、高温でのノズル設計を備えた3Dプリンターに適したプラスチックポリマーです。それは、その高い強度、靭性、絶縁特性、および耐熱性と耐衝撃性の結果として、大量生産で一般的です。この材料は、電気および電気通信製品の製造に適しています。

・ ポリアミド（ナイロン）

ポリアミドまたはナイロンは、その強度、柔軟性、および印刷製品の高レベルの詳細を可能にする方法のために、人気のあるボリューム3D印刷材料です。この素材は、ファスナー、おもちゃの車、フィギュアなどの印刷製品によく使用されます。

樹脂

樹脂は、柔軟性と強度が限られているため、あまり一般的ではない3D印刷材料です。それらはUV光にさらされると最終状態に達し、さまざまな色のオプションがあります。使用できる樹脂材料の3つのカテゴリは次のとおりです。

・ ハイディテールレジン

このタイプの樹脂は表面が滑らかで、小さなモデルに複雑なディテールを提供します。これらは、設計をテストするための完璧な材料です。

・ ペインタブルレジン

これらのタイプの樹脂は審美的な魅力があり、顔のディテールがレンダリングされた製品の作成に適しています。

・ 透明樹脂

3つの中で最も強力で、多くの製品に適しています。滑らかな表面と透明な外観が必要なモデルに適しています。

金属

これらは2番目に人気のある3D印刷材料です。それらは、直接金属レーザー焼結（DMLS）または選択的レーザー溶融（SLM）によって使用されます。 3D印刷では、金属はほこりの形で使用されます。粉塵は、鋳造を避けるために最初に硬度まで加熱されます。これにより、ホコリを直接利用することが可能になります。その後、表面仕上げプロセスを行うことができます。金属は、その強度と耐久性のために一般的な3D印刷の大量生産材料であり、一般的なものには次のものがあります。

• ステンレス鋼：水と接触する製品用。
• ブロンズ：花瓶やその他の備品用。
• ゴールド：3Dプリントされた指輪、ブレスレット、その他の形のジュエリー
• ニッケル：コイン。
• アルミニウム：薄い3Dプリントされた金属用

積層造形プロセス 大量生産用

アディティブマニュファクチャリングは、3D印刷の工業生産名であり、材料の層を作成することにより、さまざまな複雑さのオブジェクトを作成できます。従来の製造とは対照的に、それらは効率的、効果的、そして信頼性があります。以下は、いくつかの積層造形プロセスです。

・ バインダー噴射

バインダー噴射プロセスでは、粉末材料と接着剤として機能するバインダーを使用して、液体結合剤を粉末粒子に層ごとに堆積させます。アディティブマニュファクチャリングプロセスには、航空宇宙部品、医療機器、自動車部品など、多くの産業用途があります。

・ 直接エネルギー沈着

直接エネルギー蒸着は、セラミック、金属、ポリマーなどの多くの材料と互換性があります。このプロセスでは、材料を溶かし、堆積時に融合させます。このメカニズムは、修復と再構築でより一般的です。

・ 材料の押し出し

これは、加熱されたノズルが必要な材料を押し出す一般的な積層造形プロセスです。ノズルが水平に動く間、ベッドは垂直に動きます。結合剤または温度制御メカニズムは、互いに形成された層に付着する可能性があります。

・パウダーベッドフュージョン （PBF）

これは金属積層造形プロセスです。レーザー、熱、または電子ビームのいずれかを利用して、粉末材料を溶融または融合させて、固体の3次元部品を形成します。

・ シートラミネート

これは2つの方法で構成されます。一方では、ラミネートオブジェクト製造（LOM）は、視覚的に魅力的な代替の紙と接着剤を使用した製品の製造に適しています。一方、超音波積層造形（UAM）は、超音波溶接を使用して、アルミニウム、ステンレス鋼、チタンなどの金属を接合できます。

・ バット重合

これには、液体樹脂フォトポリマーのバットを使用して、オブジェクトをレイヤーごとに作成することが含まれます。次に、ミラーを使用して、光重合によって樹脂の連続層を硬化させます。

・ ワイヤーアークアディティブマニュファクチャリング

この積層造形プロセスは、アーク溶接電源とマニピュレーターを使用して製品を製造します。このプロセスは正式にはアーク蒸着として知られており、主にワイヤを材料源として使用します。

3Dプリントの大量生産への応用

大衆向けの3D印刷は、企業や消費者全体にとっての利点により、一般的な用語になりつつあります。現在、このプロセスには多くの用途があります。以下は、洞察を得ることができるいくつかの例です。

・アディダスとカーボン：大量生産のスニーカー

Adidasは、Carbonのデジタルライトシンセシス（DSL）テクノロジーを使用して、格子状のソールを約20分で印刷しています。 DSLは、ソールの格子構造を作成するのに理想的です。これにより、ソールは快適で、軽量で、柔軟性があります。この構造により、靴はアスリートの脚の動きによく反応するため、クッション効果と安定性が向上します。

・アラインテクノロジー：大量生産、3D印刷、パーソナライズ

Align Technologyは、パーソナライズ、大量生産、および3D印刷を組み合わせて、Invisalignのオーダーメードのアライナーを製造することができました。同社は、3D SystemsのSLAマシンを使用して、熱成形前に完全にテーラーメードされたトレイの金型を設計しています。

・シャネル：ハイテクマスカラブラシの3Dプリント

2018年、シャネルはErpro 3D Factoryと共同で、VolumeRévolutionマスカラブラシを製造しました。この製品は工業規模で製造されており、Erpro 3D Factoryは、2017年以来1700万個の部品を3D印刷し、15台の機械が毎日稼働していると述べています。その後、時間の消費とコストを削減するために積層造形が導入され、生産の速度とブラシの設計が改善されました。

・ Formlabs：3DプリントされたCOVID-19テストスワブ

コロナウイルスのパンデミックが始まったとき、Formlabsは3D印刷を利用して、オートクレーブ可能で生体適合性のある鼻腔スワブを作成しました。 3D印刷により、彼らは国のニーズを満たす速度で生産することができました。

・フォトセントリック：パンデミックと戦うための3Dプリントバルブ

コロナウイルスのパンデミックの発症時の光中心性も、呼吸装置と互換性のあるバルブの大量生産に3D印刷を利用しました。彼らは3台の3D樹脂プリンターを使用し、一晩で600を超えるバルブを印刷し、週に40,000を印刷することができました。これは、緊急性の観点から3Dプリンターが実行できることを示しています。

結論

3D印刷は、その正確さ、使いやすさ、複雑な製品の製造能力で知られるラピッドプロトタイピングプロセスです。 3D Printingは大量生産を使用しており、Adidas、Formlabs、Chanelなどの企業で脚光を浴びており、このプロセスをビジネスで採用して売上を伸ばし、より多くの顧客にリーチしています。ここから、現代​​世界における3D印刷の大量生産の利点と、企業がその原則をビジネスに適用しているように考える方法を理解できます。

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よくある質問

3D印刷は大量生産に費用がかかりますか？

他の方法とは異なり、3D印刷は少量生産のためにより手頃な価格です。また、大量生産の場合も安価です。また、射出成形とは異なり、初期費用がかかりません。

3D印刷は製造よりも高速ですか？

はい、3D印刷は、ほとんどの従来のラピッドプロトタイピングプロセスよりも高速です。たとえば、射出成形と比較した場合、成形プロセスにとって重要な射出成形金型を作成する必要はありません。

3D印刷を大量生産に使用できますか？

はい、3Dプリントは製品を大量に製造するのに適した方法です。その使用は、その方法に基づくことも、設計者が別のラピッドプロトタイピングプロセスを簡単かつ低コストで使用できるようにすることに基づくこともできます（たとえば、射出成形で使用される射出成形金型の製造に適しています）。 3D印刷の大量生産は、現在、アディダス、シャネルなどの企業で一般的です。