PolyJetのマルチマテリアル機能を活用した高度な形状・触感テスト

PolyJet 3Dプリンターで初めて実験して以来、単一の造形で複数の材料を同時に印刷できるその能力に一貫して感銘を受けてきました。他の3D技術では扱いが極めて難しいフレキシブルレジンがシームレスに統合可能で、設計者はパーツの特定領域に異なる剛性値を割り当てられます。剛性レジンと柔軟性レジンをブレンドすることで、超ソフトからセミフレキシブル、堅牢ながら脆くないまで、幅広いデジタルマテリアルのスペクトラムを生成できます。

この機能を念頭に、利用可能なデジタルマテリアル間の靭性と柔軟性の違いを手で感じ取れるシンプルな引っ張りテストリグを開発しました。このリグは、PolyJetのマテリアル性能を定性的に評価するための具体的なベンチマークとして機能します。

最初の設計課題は、最小限の材料で人間工学に基づいたハンドルを作ることでした。F370 FDMプリンターでハンドルを試作し、快適さとサイズを検証しました。初期バージョンはわずかに薄く感じられたため、形状を改良し、手により自然にフィットする第2版を造形しました。この反復プロセスにより、最終設計が機能的かつ効率的であることを確認しました。

改良版ハンドルとフレキシブルなテストコアを統合し、最初のオールPolyJetプロトタイプを造形しました。ユーザーが装置を引っ張ると破断線が観察されました。Agilusレジンは相当な酷使に耐えられますが、その限界も明らかでした。異なるショア硬度を持つ交換可能なテストコアを導入することで、リグの汎用性が向上し、同一荷重条件下でのマテリアル性能の直接比較が可能になりました。

アセンブリは主に、単一スケッチから派生した回転フィーチャーで構築されており、将来の修正が容易です。まず片方のハンドルとコアの半分をモデリングし、それをミラーリングして対称なペアを作成しました。このアプローチにより、設計をモジュラー化し、更新しやすくしています。

マルチマテリアルPolyJetパーツを扱う際、すべてのボディを単一のSOLIDWORKSパートファイルに保持します。この戦略により、最終造形でパーツが正しく接着され、アセンブリでの複雑な公差調整が不要になります。以下に、SOLIDWORKS設計をマルチマテリアルObjet PolyJet造形用に準備するステップバイステップのワークフローを示します。

1. フィーチャーマネージャーでソリッドボディを右クリックし、ボディの保存を選択。
2. 自動的に名前を割り当てをクリックし、アセンブリの作成の下にある参照をクリック。これにより、元の配置を保持したSOLIDWORKSアセンブリが生成されます。
3. アセンブリをSTLとして保存：ファイル > 名前を付けて保存 → STL。アセンブリのすべてのコンポーネントを単一ファイルとして保存のチェックを外します。
4. Objet Studioで、各STLファイルをインポートし、アセンブリとしてインポートにチェックを入れてコンポーネントの位置を維持。
5. トレイまたはオブジェクトツリーからボディを選択し、ツールバーから材料を割り当て。

PolyJetのフレキシブルレジンと剛性レジンのブレンド能力は、以前は実現不可能だった設計の可能性を解き放ちます。このプロジェクトでは、その力を活用してPolyJetマテリアルの真の品質と範囲を示す触覚的な引っ張りテストリグを作成しました。エンジニア兼デザイナーとして、Objetの能力を活かすあらゆる機会は報われるものです。

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