スパース フィルとソリッド FDM パーツ
FDM 3D プリント:スパース フィルとソリッド FDM パーツの主な利点
FDM® (Fused Deposition Modeling) は、元の 3D 印刷プロセスの 1 つであり、製造補助、ラピッド プロトタイピング、生産部品の生産に業界全体で利用されています。 FDM 3D プリント技術は、ABS やポリカーボネートなどの強力なエンジニアリング グレードの熱可塑性プラスチックでパーツを構築します。 Stratasys Direct では、FDM 産業用 3D プリンターは、耐熱性や衝撃強度を必要とする高性能アプリケーション向けの航空宇宙および輸送会社の間で人気のある選択肢です。
FDM 3D プリンターのユニークな機能の 1 つは、ユーザーがパーツ ジオメトリのより厚いセクションを「スパース フィル」と呼ばれるもので埋めることができるビルド モードです。スパース フィルとは、標準的な 3D プリント レイヤーではなく、足場のような構造でプラスチックを押し出すことです。これにより、3D パーツのセクションはほぼ中空になりますが、強度と剛性を維持するために必要なサポートが必要になります。橋のケーブルや手すりの支柱が構造全体に強度を与え、その間に隙間があると考えてください。
FDM パーツに選択されたフィル スタイルはパーツの内部に影響しますが、外部はソリッド フィル パーツと同じように表示され、動作します。まばらに充填されたパーツは、研磨、エポキシ、プライマー、塗装などの後処理を使用して、ソリッドに充填されたパーツと同様に仕上げることができます。
スパース フィルの利点
1.減量
まばらな充填は、パーツに組み込まれる材料が少ないことを意味するため、最終的なパーツの重量が大幅に削減されます。軽量化の恩恵を受ける部品を設計している場合、スパース フィルは、強度を維持しながら軽量化を実現する簡単な方法です。
2.ビルド時間の短縮
3D プリンターでは、各レイヤーに配置するプラスチックが少ないため、スパース フィルを使用するパーツの構築にかかる時間は短くなります。 3D プリントのスピードのメリットはすでにありますが、スパース フィルで時間を節約できるということは、パーツをより早く納品できることを意味します。
3.部品コストの削減
さらに、スペア フィル パーツの作成に使用される材料の削減と造形時間の短縮により、パーツ全体のコストが下がります。 Stratasys Direct では、組み立て時間と材料費が部品あたりのコストに影響する主な要因です。
ソリッド内部塗りつぶしを使用する場合
Stratasys Direct は、次の場合にお客様にソリッド インテリア フィルを使用することをお勧めします:
1.パーツの強度は重要な特徴です
セクションで疎な充填を使用するパーツは依然として強度を保持しますが、通常、ソリッド フィルはさらに強力なパーツを提供します。たとえば、高い衝撃に耐えるプロトタイプの機能をテストする場合は、パーツの厚い部分を標準のソリッド フィルで埋めることを検討する必要があります。
2.パーツは細かいディテールと薄い壁で構成されています
Stratasys Direct では、設計の薄い壁はデフォルトでソリッドに構築され、十分なセクションのみが疎な塗りつぶしになります。この推奨値は通常、レイヤーの高さに依存し、デフォルトの厚さは 0.2 ～ 0.6 インチに定義されています。 Stratasys Direct エンジニアの支援により、より薄い厚さが可能になります。
スパース フィルを使用する場合
Stratasys Direct は、次の場合にスパース フィルを使用することをお勧めします:
1.部品の軽量化によるメリット
3D プリントを利用する多くの企業は、金属やより重い材料から機械加工される設計に代わる軽量の代替品を探しています。 3D プリントは、複雑な形状とまばらな内部を実現することで軽量化を実現できます。
2.部品の内部が大きい
デザインに塗りつぶしが必要な内部機能がある場合は、疎塗りつぶしを利用することをお勧めします。部品あたりのコストが削減されるだけでなく、部品がはるかに早く納品されます。さらに、大きなものを設計している場合は、内部のプラスチックを減らして重量を大幅に減らすことでメリットが得られる可能性があります。
BMW はテスト フィクスチャでスパース フィルを使用
ドイツのレーゲンスブルクにある BMW AG の工場では、バンパー サポートの組み立てとテストを行う際に、従来の方法で機械加工されたアルミニウム固定具を使用していました。金属製の固定具は、各テストやバンパー サポートを適用する際に手動で固定具を保持する作業員にとって不快で重かった. BMW は、3D プリントを使用して、より最適化された器具をテストする機会を認識しました。
ABS-M30 熱可塑性材料を使用した FDM スパース フィルにフィクスチャを切り替えることで、BMW は以前はコストがかかりすぎて製造できなかった、よりカスタマイズされたフィクスチャを作成できるようになりました。新しい 3D プリント器具は、以前の器具よりも 72% 軽量です。軽量の治具は、アセンブラーへの負担がはるかに少ない人間工学の改善により、生産性と精度が向上しました。 3D プリントに切り替えることで、BMW は器具あたりのコストを 58% 削減し、リード タイムを 92% 短縮することに成功しました。
産業技術