3Dプリントされたプラスチック部品の溶接と接着

あらゆる種類の3D印刷で進行中の課題の1つは、プリンターのビルドスペースを超えるデザインをどのように正常に印刷できるかです。 3D印刷がうまく利用されるようになると、先進的なメーカーと研究が、利用可能な技術で何を印刷できるかという点で限界を押し上げ始めました。これにより、ESAの社内印刷プラットフォームなど、3D印刷操作の大部分について、多くの魅力的な研究プロジェクトが生まれましたが、利用可能なプリンター容量を超えるデザインの最も実用的なソリューションは、デザインを単純に分割することです。複数のコンポーネントを別々に印刷して、組み立ての準備をします。

理論的には単純ですが、使用する材料と目的の最終結果に応じて、これを実行する方法がいくつかあります。プラスチックを3D印刷するときに考慮する必要のある重要な領域と、利用できるさまざまな接着および溶接技術を見てみましょう…

パーツの準備

接着や溶接を行う前に、部品がきれいで、材料が残っていないこと（特に、SLS印刷の場合）があり、きれいにフィットしていることを確認してください。これが元の3Dモデルの場合でも、印刷中の微妙な反りが結合の品質に影響を与えるかどうかを確認することが重要です。

重要：どの接着方法または溶接方法を使用する場合でも、換気の良い場所で作業し、適切な保護具を着用してください。健康と安全を第一に！

パーツの接着

プラスチック部品の接着は、ほとんどの場合、比較的簡単です。プラスチック3Dプリントに使用できる可能性のある接着剤には3つの基本的なタイプがあります。

• 瞬間接着剤。 事実上すべてのワークショップのこの定番には、安価ですぐに利用できるという利点があります。また、凍結や化学薬品にも耐性があり、機能部品に有利な場合があります。ただし、染色部品や着色素材で使用する場合は、変色の原因となりますのでご注意ください。さらに、部品の結合には1分しかかかりませんが、重合が行われ、強力な化学結合が形成されるために必要であるため、後処理を行う前に数時間放置するのが理想的です。
• エポキシ。 これは、あらゆる素材に使用でき、変色を引き起こさない用途の広い選択肢です。乾燥して重合が起こるまでには長い時間がかかりますが（最適な結果を得るには少なくとも1日）、これは実際には、前に微妙に再配置できるため、最高の精度で固定する必要がある部品にとって有利です。接着剤が固まります。
• ネオプレン。 これは、乾くのに時間がかかり、乾くと見えなくなるため、最初の2つのオプションよりも少なく使用されます。ただし、事実上すべての素材で機能します。

プラスチックの溶接技術

接着剤の代わりに、SLS技術を使用して印刷する場合は、アセトンと元の粉末の混合物を使用してパーツを「溶接」し、各パーツと実質的に同一の結合を作成して、後処理することができます。まったく同じ方法で。ここでは、特に細部が細かい部分や壁が薄い部分では注意が必要です。アセトンが多すぎると、それらが溶けて部品が台無しになります。

一方、摩擦溶接は、スピニングビットを使用して部品を溶かし、その後それらを融合させることで機能することを検討できます。 SLAプリントの場合、これは、フィラメントのごく一部を回転ツールに挿入し、この配置を使用して溶接を適用することで実現できます。非常に強力な結合が必要な大きなプリントに最適です。

プラスチック部品の溶接における特にエキサイティングな革新の1つは、2017年7月に、テキサスA＆M大学の材料科学工学部の研究者が正確に適用されたマイクロ波を使用して部品を固定する新しい技術を発表したときに発表されました。この技術はまだ研究段階にありますが、ハンズフリーで平均よりも強力な接合を実現する溶接へのアプローチを提供するため、その可能性は確かに大きいです。

クリーンで強力な結合を取得する

接着または溶接のどちらの方法を選択する場合でも、慎重に作業し、必要に応じて材料の仕様を参照してください。サンディングを使用して乱雑な結果を滑らかにすることは可能かもしれませんが、それ以上の処理を最小限に抑える必要のあるクリーンな結合を実現すると、はるかにプロフェッショナルな仕上がりになります。

その結果、丈夫で耐久性のある部品が得られ、あなたやあなたの顧客が必要とするあらゆるサイズでそれらを柔軟に提供できるようになります。