3D印刷材料のコストを削減することの隠れた利点

新しい製造技術が市場に参入するときはいつでも、専門家が実装にどれくらいの費用がかかるかを知りたがるのは避けられません。驚くことではありません。あらゆる種類の大規模な製造では、運用が可能な限り最高の投資収益率を実現できるように、コストを厳密に管理する必要があります。アディティブマニュファクチャリングもこのルールの例外ではなく、さまざまなAMテクノロジーが提供できるかなりのメリットにもかかわらず、製造業者にとって長期的なコストが継続的に懸念されています。

アディティブマニュファクチャリングでは、重要な懸念事項は材料のコストです。たとえば、金属を使った3D印刷の夢は実現しましたが、関連する材料は依然としてかなり高価です。これは、製造業者がまだ工業規模での金属印刷の実施に消極的であることを意味します。したがって、材料の浪費は、生産ツールとしてのAMの全体的なビジネスケースの一部として慎重に検討する必要があります。

次の領域は、自分の業務で材料費を削減するための良い出発点を表しています。

設計段階で材料の節約を検討する

3D印刷されたパーツの塗りつぶされた領域は、全体的な材料費を増加させるため、可能であれば、パーツをくり抜く機会を探してください。

サポート構造の必要性を最小限に抑える

サポート構造は、多くの3D印刷技術にとって依然として必要な悪です。これらは通常、完成品と同じ材料を使用して印刷されるため、最小限に抑える必要のある隠れた材料コストを表しています。特定のAMプロセスは溶解可能な支持構造を利用できるようになりましたが、これら（およびそれらを溶解するために使用される溶媒）は依然として継続的な材料費を表しています。

最新のCADソフトウェアプラットフォームは、サポート構造を生成し、部品の向きを最適化して使用を最小限に抑えるための専門ツールを提供します。速度の観点からも、これらのプログラムはサポートを最小化するための最適なパーツの向きを自動的に計算し、人間のユーザーにはすぐにはわからない解決策に到達する可能性があるため、これらの機能を最大限に活用することをお勧めします。いつものように、戦略的自動化の機会を最大限に活用してください！

可能な限り材料をリサイクルする

アディティブマニュファクチャリングが従来のサブトラクティブ手法に勝る大きな利点の1つは、プロジェクトの終了時に廃棄しなければならないスクラップ材料がないことです。しかし、プロセスから材料の無駄を完全に排除することが目標である場合、まだ長い道のりがあります。印刷中の材料汚染の問題は、たとえば、粉末ベースの印刷では、残った材料を100％再利用できないことを意味します。残った粉末は新しい材料と混合して再利用できますが、粒子サイズが一定に保たれるように、最初に注意深くふるいにかける必要があります。この課題に対する完璧な解決策を見つけるための研究が進行中です。特に、レニショーは、印刷材料の物理的または化学的変化を最小限に抑える印刷条件について継続的な調査を行っていますが、AM250モデルなどの専門のプリンターが必要になります。

フィラメントベースの印刷の場合、一部の研究者は、再生プラスチックから新しいフィラメントを作成することで材料コストを削減することを提案していますが、この技術は、結果として得られる材料が産業用途に適さないため、現段階では愛好家市場により適しているようです。それでも、このコンセプトは優れたものであり、製造コストの削減と積層造形の全体的な持続可能性の向上の両方の観点から、さらに調査する必要があります。

ビルドの失敗率を測定する

印刷プロセス中にビルドが失敗した場合、失敗したビルドで使用されたエンジニアの材料を再利用できないため、時間が失われるだけではありません。進行中の問題を特定するために、日常の操作の一部としてビルドの失敗のインスタンスをログに記録することを強くお勧めします。理想的には、このプロセスを自動化して、完全なビルドが失敗する前に問題を特定する可能性を高め、すべてのビルドデータを実用的な形式で照合できるようにする必要があります。これにより、不要な材料の無駄を省くだけでなく、操作全体の効率を高めることができます。

持続可能性の向上は、積層造形が未知の領域に参入するのに役立ちます

アディティブマニュファクチャリングマテリアルの再利用性を最適化するという点でやるべきことはまだありますが、潜在的な見返りは大きいです。材料科学が進歩し、3D印刷の新しい方法が市場に参入するにつれて、はるかに効率的で持続可能なAM運用が確立されることが期待されます。これは、製造コストを最小限に抑えるのに役立つだけでなく、新しい設定で新しい方法でAMを利用するための新しい機会を提供します。たとえば、必要に応じて困難な場所や遠隔地で現場で生成されたツールやスペアパーツが一度使用され、不要になったときに印刷可能な素材に分解される場合があります。

このような方法が実行可能になり、業界のベストプラクティスに反映されるようになると、アディティブマニュファクチャリングは、これまで予測できなかった方法で、その進化の新しい段階に入ると確信しています。