3DプリントのABC
家、珊瑚礁、皮膚細胞、カッティングソーの共通点は何ですか？
それらはすべて3Dプリントされています。
3D印刷が、歯科、アイウェア、補綴、家具の設計、考古学、古生物学、法医学など、さまざまな業界でイノベーションを加速させていることは周知の事実です。そして、私たちは、私たちの生活や仕事のやり方を劇的に改善することで、3Dプリントの可能性を完全に実現することを始めたばかりです。
3Dプリントとは何ですか？
3D印刷は、追加の材料を導入または結合することによって部品が追加的に作成される多くの異なるプロセスの形をとることができます。 3D印刷されたオブジェクトは幾何学的に複雑になる可能性があり、さまざまな製造アプリケーションに最適です。機械は数百ドルから数百万ドルの費用がかかり、さまざまな技術を使用して部品を印刷できます。
3D印刷は、積層造形のサブセットです。アディティブマニュファクチャリングは、材料を追加して部品を作成する方法ですが、サブトラクティブ製造プロセスは、材料を差し引いてパーツを作成するプロセスです。 3D印刷では、3Dプリンターは、CAD（コンピューター支援設計）ファイルから開始して3次元オブジェクトを作成します。さまざまな材料と3D印刷技術が利用可能であり、あらゆる種類の産業向けの部品をこれまでになく簡単に作成できます。
製造業で3Dプリントはどのように使用されていますか？
3D印刷はおもちゃや趣味のアイテムにリンクされていることがよくありますが、それらは多くの過酷な環境に耐えることができる部品を製造する能力を超えています。エネルギー、自動車、防衛などの業界の製造プロセスで使用されている3Dプリント部品を見つけることができます。機能的なプロトタイプ、ツール、固定具から最終用途の部品まで、3D印刷業界は他の多くの業界やプロセスを変革しています。
ほとんどの人は3Dプリンターを新しいテクノロジーだと思っていますが、1980年代から使用されていることを知って驚かれるかもしれません。ただし、2009年までのプリンタは主に産業目的で使用されており、ほとんどの企業で使用するには法外な費用がかかりました。今日、世界中の企業が3Dプリンターを使用して製造目的の部品を製造し、3D印刷のコストを大幅に改善しています。 3D印刷業界の成長の多くは、製造業での3D印刷の使用の急増によるものです。これは、プロセスが普及したときには不可能と考えられていたものです。
最も一般的な3D印刷技術は何ですか？
多くの3D印刷技術がありますが、いくつかの一般的なタイプに焦点を当てましょう。すべての印刷技術は、レイヤーと呼ばれる個別のスライスでパーツを構築します。
- 溶融フィラメント製造（FFF、溶融堆積モデリングとも呼ばれます）
- 連続繊維強化（CFR）
FFF（溶融フィラメント製造）
溶融フィラメント製造は最も一般的で手頃なタイプの印刷であり、ほとんどの機械はこの技術を使用しています。 FFFでは、プリンターは熱可塑性プラスチックをほぼ融点まで加熱し、各層の部品の断面をトレースするノズルから熱可塑性プラスチックを押し出します。このプロセスは、レイヤーごとに繰り返されます。
連続繊維強化（CFR）
連続繊維強化は、3DプリンターがFFF部品を連続繊維で強化できるようにするプロセスです。 CFR対応のマシンは、2つの押出システムを使用します。1つは従来のFFFフィラメント用で、もう1つは長鎖連続繊維用です。 FFFインフィルの代わりに、連続繊維が層状に配置されます。結果として得られる部品は非常に強力であり（ABSやPLAなどの標準的なFFF材料の最大10倍の強度）、アプリケーション内のアルミニウム部品を置き換えることができます。
今日、溶融フィラメント製造3Dプリンターは、より広く使用されている3D印刷技術です。ただし、炭素繊維強化材料は、主要部分の弱点を排除することにより、FFFの利点を提供します。 FFF部品は通常、弱いポリマーの強度によって制限されますが、CFR部品は、主要な製造作業で機械加工されたアルミニウムを置き換えるのに十分な強度があります。
結論
多くの企業は、製造プロセスに複数のプリンターを追加することで、複雑な部品を社内で製造するために費やす時間を大幅に削減できることに気づいています。 3Dプリンターは、カスタムの少量の部品に対して、より速く、低コストで部品を作成できます。企業は、収益を生み出さない可能性のある少量の部品に時間、お金、労力を費やす代わりに、収益を上げる最終用途の部品に集中することができます。
3Dプリンターを使用すると、品質基準を満たしていない可能性のある部品を待つリソースを無駄にすることなく、設計を迅速に繰り返すことができます。これにより、3Dプリンターは、複雑で機械加工が難しいことが多いが、効率的な生産プロセスに不可欠な、少量のカスタムメイドのプロトタイプ、工具、および備品に最適です。
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