3Dプリンティングに関するよくある質問トップ6：CADimensionsの専門家が回答

3Dプリンティングは、高価な金型製作に着手する前に設計を検証するための費用対効果の高い手段を提供します。わずかな数のプロトタイプを製作するだけで、従来の製造方法に比べてわずかな時間と予算で、フィット、形状、機能を評価できます。さらに、3Dプリンティングは工作機械のキャパシティを解放します。多くの工場ではバックログが深刻で、重要な部品の納期が遅れがちですが、3Dプリンターを夜間無人運転させることで生産を加速し、より迅速な反復と納品が可能になります。

FDMとPolyJetの2大造形技術を理解する

CADimensionsでは、業界標準の2つの造形方式、FDM（熱溶解積層法）とPolyJetを提供しています。FDMは熱可塑性フィラメントを層ごとに押し出して造形するため、特徴的な積層痕が見られます。ABS、PETG、TPUなど幅広い材料に対応し、機能プロトタイプから最終用途部品まで幅広く活用できます。一方、PolyJetは液状光硬化樹脂を微細な液滴として噴射し、各層をUV光で硬化させます。極めて微細な積層ピッチを実現し、歯科モデルや複雑な金型など、高精細な部品に最適です。ただし、PolyJet造形品は一般に脆いため、非荷重用途での使用を推奨します。

部品に最適なインフィル密度を選ぶ

FDM造形において、インフィル密度は部品の重量、強度、材料コストに直結します。当社の見積システムでは3つのプリセットを用意しています。

• ソリッド - 100%充填。最大強度を得られますが、最も重くコストも高くなります。
• スパース - 約18%の格子充填。軽量化やコスト重視の部品に最適です。
• ダブルデンス - 約36%充填。重量剛減と構造剛性のバランスを取った選択肢です。

3Dプリント部品における材料異方性

FDM部品は異方性を示します。積層方向に垂直な力がかかるときに最も強く、積層方向と平行な荷重では層間剥離が起こりやすくなります。PolyJetは積層ピッチが微細なため等方性に近い特性を持ちますが、それでも垂直荷重に有利です。部品の造形オリエンテーションを設計段階で考慮し、要求性能を満たせるようにしてください。

FDMとPolyJetで実現できる公差

公差は形状と技術に依存します。Stratasys FDM装置では、通常1層分の高さ以内の寸法精度を保証します。PolyJetはより厳しい公差が可能で、J850では100mm以下の部品で±100µm、それ以上では±200µm（または部品長の0.06%、いずれか大きい方）を達成します。精度がクリティカルな部品にはPolyJetが適しています。

3Dプリンティングに最適化された設計のヒント

成功するアディティブ・マニュファクチャリングは、熟慮された設計から始まります。最も普及しているFDMについて、以下のガイドラインを参考にしてください。

• オーバーハング - 空中に材料を堆積させることはできないため、オーバーハングにはサポートが必要です。Stratasysの水溶性サポート材を使えばほぼあらゆる形状に対応できますが、自己支持形状を設計することでコストと後処理時間を削減できます。45度以上のオーバーハング角度であれば、追加サポートなしで造形可能なことが多いです。

詳細や具体的なプロジェクトのご相談は、csb@CADimensions.comまでお気軽にお問い合わせください。経験豊富なエンジニアチームが、お客様の3Dプリンティングプロジェクトの成功を全力でサポートいたします。

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