直接製造の説明:3D プリントの背後にある科学
ダイレクト マニュファクチャリング (DM) は、積層造形またはラピッド マニュファクチャリングとも呼ばれ、液体または粉末から固体の 3 次元 (3D) オブジェクトを作成するプロセスです。これは、レーザーや電子ビームなどの他の形式のビームを物質に当てるか、非常に狭いノズルを通して溶融状態で物質を方向付けることによって実現できます。コンピュータ支援設計 (CAD) プログラムで作成されたようなデジタル化された設計は、プロセスを制御して最終製品を作成するコンピュータに入力されます。
直接製造は、単純化して「3D プリンティング」として特徴付けられる場合があります。操作は古典的なインクジェット スタイルのプリンターに似ているかもしれませんが、3 次元で動作します。従来の印刷と同様、デザインがコンピューターに入力されると、残りのプロセスは人間の介入なしで処理されます。
直接製造のタイプは、溶融した材料を置くタイプと、材料の層に作用するタイプの 2 つの主なカテゴリに分類できます。最初のケースでは、溶融した材料 (通常はプラスチック) がノズルを通して押し出されます。ノズルの幅は人間の髪の毛ほどではありません。フィラメントは、CAD 図面に従って一度に 1 層ずつ配置され、典型的な層の厚さは 0.005 インチ (0.0127 cm) です。
作用する材料の場合、通常はローラーによって粉末の薄い層が置かれます。次に、CAD 図面の層がレーザーまたはその他のエネルギー ビームを使用して粉末全体にエッチングされます。粉末粒子がビームの経路の形状に融合され、単一の描画レイヤーが作成されます。その後、アイテムが完成するまでこのプロセスが繰り返されます。
特殊な製品または限定製造品目は、通常とは異なる形状の宇宙船や軍用機のプロトタイプや部品など、直接製造に最適であることがよくあります。エンドユーザーアイテムの作成において、DM 手法を採用している一部の企業は、このプロセスが従来の機械加工や射出成形技術と競合できると主張しています。 DM と他の製造プロセスのどちらを選択するかを決定する場合は、製造量、設計の複雑さ、および変更の可能性を考慮する必要があります。
従来の製造に必要な金型や機械加工部品には法外なコストがかかるため、直接製造は短期間または不確実な生産工程に適している可能性があります。目的の実行が終了したら、他の製品に使用できます。非常に複雑なデザインの場合、DM では、他のほとんどの製造方法では作成が困難または不可能な単一部品のアイテムを作成できる場合があります。
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