Thermwood、大型船舶向け革新的3Dプリント金型技術を発表
写真提供:Thermwood
工作機械メーカーのThermwood Corp.(米国インディアナ州デイル)は最近、全長51フィート(約15.5m)のヨット船体金型の複数セクションを3Dプリントし、ヨットのような大型船舶の製造に単一金型のみで対応できることを実証しました。このテスト金型のプリントセクションは、物理的特性と、他の強化熱可塑性樹脂と比較して比較的低コストであることから、Techmer PMのカーボンファイバー強化ABSで作られました。
Thermwoodによると、同社はすでに実物大のプレジャーボート・マスターパターンを3Dプリントし、複数の量産用船体金型の製作に使用しています。これは小型ボート金型へのAMの価値を実証しましたが、ヨットのような大型船舶では単一金型のみが必要であり、複数の量産金型を作るためのプラグやパターンをプリントするのではなく、金型自体をプリントすることが望ましいと同社は見出しました。
このコンセプトを実証するため、Thermwoodは10×10 LSAM MT垂直積層プリンターを用いて、51フィートヨット船体金型から10フィート(約3m)セクションをプリント・トリミングしました。金型は5フィート(約1.5m)高さのセクションでプリントされ、化学的・機械的に高強度ポリマーケーブルで結合されて2つの金型半分にまとめられました。2つの金型半分はボルトで連結され、ヨット船体用の完全なメス金型を形成します。4つのプリントピースで構成される金型セクション全体の重量は4,012ポンド(約1,820kg)、プリント時間は65.5時間でした。
写真提供:Thermwood
Thermwoodは重要な設計側面を指摘しています。各金型セクションに一体成形されたロッカーは、積層工程中に金型を回転させたり、左右45度傾けたりするための天然のレストとして機能します。もう一つの設計特徴は、ロッカーにクランプされる成形ウェッジセットで、金型を所望の位置に保持します。船体積層と完全硬化後、金型を水平に戻し、プリントされたウェッジを両側にクランプします。その後、Thermwoodによると、2つの金型側面をボルトで外し、スライドさせて離すことで完成船体を離型できます。
テスト金型にはカーボンファイバー強化ABSが使用されましたが、同社は特定の熱硬化性樹脂は従来の離型剤のみでABS成形面に直接対応可能である一方、溶剤系熱硬化性材料はABSポリマーを化学的に攻撃する可能性があると指摘しています。これを防ぐため、Thermwoodは従来の金型用ゲルコートを含む複数の保護コーティングで実験を行いました。結果にかかわらず、このアプローチは今日、特定の熱硬化性樹脂には機能するものの、他の熱硬化性溶剤に対して耐化学性を持つ低コストポリマーを開発し、保護コーティングを完全に不要にすることが理想的だとThermwoodは述べています。
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