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積層造形とラピッドプロトタイピングのための実践的設計戦略

積層造形向けの設計には、新しいマインドセットが求められます。従来の製造業者はすでに制約と格闘していますが、今や設計者は3Dプリント、すなわちDDM(ダイレクトデジタルマニュファクチャリング)があらゆるディテールにどう影響するかも考慮しなければなりません。以下は、ワークフローをシンプルにし、サポート材を削減し、プロトタイプ製作を加速する実証済みテクニックです。

1. 入口穴を自己支持形状に最適化

小さなドリル穴はサポート材廃棄の常連です。左の従来の丸穴は、SR-20材料でゆっくり溶解する大量の青いサポートを必要とします。右のように45°の菱形にし、積層ピッチと同等の面取りを加えることで、フィーチャー全体が自己支持になります。Catalystでサポート不要と確認でき、造形時間と後処理工数を削減できます。

2. 自己支持角度で隠しチャネルを作成

従来の切削では、材料節約のためブロックに上面からの入口1つしか設けられないことがあります。積層造形なら、サポートなしで複数の穴を接続する隠しチャネルを設計可能。前面で菱形カットを回転させ、元のカットをパターン化することで3つの入口を追加(右)、エア/流体の流れを改善しながら造形可能な形状を維持できます。

3. 素材ストック制約を排除

従来製造では、ロケータフィーチャーのためにより厚い素材ストックが必要でコスト増の原因になります。AMなら、切削では不可能または高コストな精密な薄肉要素をプリントできます。左のロケータがこの制約を示し、右はAMフレンドリーな軽量版です。

4. FDMのシームコントロール

サンディングやヤスリがけの必要性を減らせば、後処理時間を大幅に削減できます。詳細な戦略と実践的ヒントは、専用のシームコントロール記事をご参照ください。

5. コンフィギュレーションで公差を管理

AM技術を問わず、公差はSOLIDWORKSコンフィギュレーションでAM固有フィーチャーを保持することでクリーンに処理できます。ベース設計(左)はショップ図面用にそのまま維持し、AMコンフィギュレーション(右)でサポートアンカーやオーバーハング逃げなど必要なフィーチャーを追加します。

6. FDMとレーザー切断を融合してコスト効率化

平板部品は、特にレーザーカッターがない場合、プリントよりレーザー切断の方が安価です。コンフィギュレーションを使ってレーザー切断版パーツ(右)を生成し、必要時にフル3Dモデルでプリントできるようにしておきます。

これらのテクニックを適用すれば、プロトタイピングを効率化し、材料廃棄を削減し、従来製造では不可能な設計可能性を解放できます。


Tags: Catalyst, Configurations, Direct Digital Manufacturing, Insight, Seam Control

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