金属積層造形プロセス
アディティブ マニュファクチャリング (3D プリント) は、産業オートメーションの世界を席巻しています。
メーカーは、金型を作成して材料を取り除く代わりに、材料の層を追加するだけで、より低コストで無駄の少ない製品を製造できるようになりました。特に金属付加製造 (金属 3D プリンティング) は勢いを増しており、航空宇宙などの業界で特に人気が高まっています。
最近の AMPOWER レポートによると、金属付加製造市場は 2024 年までに 27.9% 成長すると予想されています。金属付加製造により、企業は強力で非常に複雑な金属部品を構築できます。従来の製造プロセスよりも少ない材料と労力で。
業界のトレンドに遅れずについていくために、金属積層造形のクイック ガイドをご紹介します。
金属付加製造の説明
金型とトリミングを必要とする従来の製造とは異なり、アディティブ マニュファクチャリングでは、高度な 3D プリント機器を使用してゼロからアイテムを構築します。基本的なプロセスは 5 つのステップで行われます:
- デジタル モデルを作成します。
- 空洞化、穴のサイズの編集、サポートの追加などを行って、印刷の準備をします。
- 3D モデルをレイヤーにスライスします。
- パーツをレイヤーごとに印刷します。
- 最終製品への後処理
プロセスはほぼ同じですが、金属付加製造を使用して製品を印刷するには複数の方法があります。最も一般的なもののいくつかを次に示します。
- パウダー ベッド フュージョン – 金属粉末が製造テーブルに置かれ、高エネルギー電子レーザーが粉末を層ごとに正確に融合して最終製品を作成します。
- メタルジェッティング – 金属材料を溶かし、製造テーブルに直接塗布します。液体金属は急速に冷却され、最終製品が完成するまで新しい層が追加されます。
- 炉浸合金 – 金属粉末を液体結合剤で接合。結合剤の層が追加されると、最終製品が形になります。
各タイプの金属積層造形では、さまざまな材料を使用して複数の部品を作成できます。付加製造で使用される最も一般的な金属付加材料には、インコネル 718 やインコネル 625 などのニッケル合金、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などがあります。
金属付加製造 (金属 3D プリント) の長所と短所
金属アディティブ マニュファクチャリングには多くの利点がありますが、すべてのタイプの製造に適しているわけではありません。ここでは、金属製品の製造に積層造形システムを使用する場合の、金属積層造形の利点と欠点のクイック ガイドを示します。
利点
- 現地でオンデマンドで部品を生産できるようにすることで、部品の保管に必要なスペースとコストを削減します。
- 大きな材料からパーツをトリミングまたはカットする必要がないため、無駄が少なくなり、製造コストの削減にも役立ちます。
- 金型を作成する必要なく、新製品を迅速に生産する
- プロトタイプ作成を高速化することで、製品開発を加速し、競争力を高めることができます。
- 組み立て不要。アディティブ マニュファクチャリング パーツは、複数のパーツを組み合わせなくても全体を印刷できます。
- 最小限の労力またはスキルで非常に複雑なパーツを構築する
短所
- ビルド時間が遅いということは、アディティブ マニュファクチャリングが大規模な生産に適していないことを意味します。
- より高価な設備が必要で、初期費用が高くなります。
- 製品サイズは積層造形システムの制約に制限されます。たとえば、コンシューマ グレードのプリンタには通常、1 立方フィート未満のプリント ベッドがあります。
アディティブ マニュファクチャリングについて詳しく知りたいですか? Spatial の次のブログをチェックしてください:
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金属付加製造の応用
もともと、金属積層造形は主に試作に使用されていました。製造業者は、金属積層造形ソフトウェアを使用して、より大規模な生産のために金型や設備に投資する前に、すぐにテスト可能な製品を設計して印刷することができます。技術が進歩し、アディティブ マニュファクチャリングが手頃な価格になるにつれて、さまざまな業界で採用されています。
航空宇宙産業は、アディティブ マニュファクチャリングの主要な採用者の 1 つです。航空宇宙企業は、アディティブ マニュファクチャリング (「AM」) を使用して、従来の方法では不可能だった非常に複雑な金属部品を設計および構築しています。
無駄が少ないため、航空宇宙メーカーは、航空機の設計に不可欠な構造の完全性を犠牲にすることなく、重量を削減できます。
医療業界でも、アディティブ マニュファクチャリングを使用して、特定の処置のための独自のツールや器具を作成しています。医療専門家は、ツールがメーカーによって設計および構築されるのを待つ必要がなくなりました。必要な正確なツールをわずかな時間で作成できます。複雑な手順を支援するために、はるかに低コストで社内で作成できます。
金属積層造形で生産を最適化
金属付加製造は、従来の製造プロセスに取って代わるものではないかもしれませんが、さまざまな業界の製造業者に多くの大きなメリットをもたらします。
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