5軸CNC 3Dプリントで複合材金型の工数と廃棄物を削減

「CNC機械加工ポリウレタン・フォームと手積みGRP（ガラス繊維強化プラスチック）で金型を製作していましたが、工数と廃棄物が多すぎました」と、ラピッド・プロトタイピング（ハンガリー・ブダペスト）オーナーのギョルジ・ユハースは説明します。同社は12月にCEADロボット・エクストルーダーを購入しました。「現在は30%短繊維強化ポリプロピレンで金型を3Dプリントし、工数を50%削減しています。」

ユハースはボートビルダーとして複合材に取り組み始めました。プロジェクトにはコモ・ヨットとナルケ・エレクトロジェットがあり、後者は世界初の量産オール電動パーソナル・ウォータークラフトを謳っています。「ハンガリーでは湖での石油系燃料使用が禁止されており、ヨーロッパ第2の湖があります」と彼は説明します。「電動ボート・モデルを企業向けにさらに開発しています。これらのプロジェクト用のプラグと金型をより速く、安く作る方法が必要でした。」

この新しい3Dプリント・システムで完了した最初のプロジェクトの一つは、カスタム・トラック・トレーラー・メーカーのクリスマー（ベルギー・ワールダム）向け複合材スリーパー・キャブ用ガラス繊維金型です。「かなり大きなコンポーネントで、2550×2200×1200mmです」とユハースは言います。「冷却時の反りや変形を避けるため、可能な限り最大厚でプリントしたかった。」30mm厚を15mmずつ2層でプリントし、ガラス繊維強化ポリプロピレン・ペレットを約400kg使用しました。

ラピッド・プロトタイピングは、CEADロボット・エクストルーダーをCNC機械加工システムに搭載して金型をプリントしました。

金型は右側ピースと左側ピース（ここに示す）を含む4ピースでプリントされました。

各ピースの成形面を機械加工後、4ピースをネジ止めしクランプして積層用表面を提供しました。

スリーパー・キャブ・シェルを3Dプリント金型表面に積層しました。

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プロジェクトは成功し3Dプリントで時間短縮できましたが、ユハースは学ぶべきことが多いと認めます。「このアプローチの最大の課題の一つは、プリント後にフライス盤とソフトウェアで0点（原点）を見つける必要があることです。プリントは垂直方向、フライスは水平方向なので、各操作の開始点と方向が異なります。」ソリッド・プリントがインフィルより高コストに見えることについて？「このプロジェクトでは初期段階だったため」と彼は説明します。「ペレット使用エクストルーダー・ヘッドは大型フィラメント・プリンターより安価ですが、インフィル・プリントには不向きです。将来的にインフィルで家具ピースをプリントする予定なので、ツール製作に教訓を活かします。」

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