9Tラボ、先進医療・航空宇宙用途向けアディティブ・マニュファクチャリングを高度化

9Tラボ（スイス・チューリッヒ）は、連続繊維強化ポリマー部品の製造用RedシリーズAdditive Fusion Technology（AFT）システムを製造しています。システムは3コンポーネントで構成：Fibrify設計ソフトウェア、Build Moduleと呼ばれる3Dプリンター、プリント部品を統合するFusion Module。Redシリーズのビルドボリュームは350 x 270 x 250ミリメートル、利用可能材料はカーボンファイバー/PEKKとカーボンファイバー/PA12、繊維体積率（FVF）60%。

9Tラボは最近、既存金属部品の置き換え可能性を評価した2つの完了済みスタディの詳細を明らかにしました。一つは航空宇宙用ヒンジ、もう一つはエーミングアームと呼ばれる手術用ツールです。

ヒンジは現在スチール製で、ベースプレートに垂直プレートが取り付けられ、4つのファスナー穴があります。スタディではトポロジー最適化と再設計、マルチボディ戦略、補強戦略、重量削減、コスト分析を評価。トポロジー最適化による最適化再設計に続き、製造戦略を開発。ここではヒンジを複数パーツ——垂直プレートと2コンポーネントベースプレート——で製造し、「融着」プロセスで統合時に接合することを決定。Fibrifyソフトウェアが各ヒンジコンポーネントのファイバー積層戦略の開発をガイドし、それぞれに複数のレイアウトを適用。材料はネートPEKK（35%）とカーボンファイバー/PEKK（65%）の組み合わせ。パーツ体積18.3立方センチメートル、重量27グラムで、スチール版比78%の軽量化。9Tラボの製造コスト分析では工具、材料、設備、労務コストを評価し、コンポジット置き換えでスチール従来品比50%の製造コスト削減と判定。

9Tラボ、先進医療・航空宇宙用途向けアディティブ・マニュファクチャリングを高度化

手術用エーミングアームは複数の穴を持つT字型アルミニウム合金デバイスで、手術中の手術ツール位置合わせに使用されます。比較的控えめな機械的負荷だが、複数の滅菌サイクルを経て優れた寸法精度を維持する必要があります。X線透過性も重要。積層戦略は堅牢な外表面と穴の寸法安定性の開発に焦点を当て、ファイバー配置で穴を直接相互接続することで達成。最終設計は90層のアディティブ製造で20ミリメートルの貫通厚を実現。材料はネートPEKK（60%）とカーボンファイバー/PEKK（40%）。パーツ体積62.5立方センチメートル、重量88グラムで、アルミ版比48%の軽量化。航空宇宙ヒンジと同じ製造コスト分析を実施、最大68%のコスト削減可能性を示しました。

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