Carbon DLS™ 3Dプリント成功のためのエキスパート設計ガイド

テクノロジーの概要

Carbon DLS™（デジタル・ライト・シンセシス）は、連続液体界面生産（CLIP）とプログラマブルな液体レジンを組み合わせた3Dプリント技術です。CLIPは光重合を利用して、滑らかな側面を持つ固体オブジェクトを造形します。この製造方法では、CAD 3Dモデルから目的の形状や形状に合わせて、紫外線（UV）で感光性レジンを硬化させます。

プロセスでは液体光重合レジンのタンクを使用します。タンクの底面の一部は透明で、UV光を通過させます。デジタル・マイクロミラー・デバイス（DMD）が光を反射させます。DMDは、半導体チップ上にマトリックス状に配置された微小ミラーで構成される動的マスクです。これらのミラーをレンズ間で高速に切り替えることで、レジンタンク内の特定座標に光を照射し、各層でのレジン硬化領域を定義します。

硬化したパーツはゆっくりと上昇し、レジンがその下に流れ込んでパーツ底面と接触を維持します。酸素透過性メンブレンによってレジンの下に持続的な液体界面が形成され、レジンが窓に付着するのを防ぎます。このプロセスは連続的であり、他の商用3Dプリント手法の最大100倍の速度で造形可能です。

Carbon DLSは、驚異的な機械的特性と優れた表面仕上げを持つパーツを製造できます。従来は不可能とされていた形状も、この技術なら容易に製造できます。しかし、この技術のメリットを最大限に活かすには、3Dモデルをプロセスに合わせて最適化する必要があります。以下は、Carbon DLS™ 3Dプリント向け設計で不可欠なポイントです。

造形エリア（ビルドエリア）

造形可能なオブジェクトの最大サイズを指します。造形ボリュームは、使用するプロジェクタの解像度に依存します。プロジェクタを窓に近づけると解像度が上がりますが、造形エリアは小さくなります。一般的な標準造形エリアは 188 × 117 × 325 mm ですが、50.8 × 25.4 × 76.2 mm 程度のパーツが量産時のコストパフォーマンスに優れています。

公差とクリアランス

3Dパーツを正確にプリントするには、設計段階で適切な公差を設定することが重要です。公差は以下の要因によって変わります：

• プリンタのサイズ
• 造形材料による制約
• プリンタベッドの制限

公差を指定するパラメータは、層厚、壁厚、ディテール、クリアランス、素材サイズ、精度です。一般的な公差値を以下の表に示します：

パラメータ	公差
層厚	0.001 mm
クリアランス	0.6 mm
精度	±0.3%
壁厚	1.0 mm

造形オリエンテーション

造形方向は、目立つ特徴やディテールを最適化しつつ、高さとサポートの必要性を最小限に抑えるように決定します。ただし、プリント失敗のリスクを下げるためにサポートが有効な場合は、追加サポートを設けてください。

サポート構造

サポート構造は造形物と同じ材料で造形し、手で容易に取り外せる形状にし、後処理を最小限に抑える設計とします。ただし、EPX やエラストマー系ポリウレタンなどの材料では、後処理の選択肢が限られるため、サポート跡が目立つ場合があります。

フィレットの活用

フィレットはパーツへの応力集中を緩和し、形状間の滑らかな接続を確保します。積極的な使用を推奨します。

まとめ

Xometry Europe では、広範な製造パートナーネットワークを通じて、多様な材料で Carbon DLS™ 3Dプリントサービスを提供しています。これらの設計ヒントでモデルを最適化したら、インスタント見積もりプラットフォームにアップロードして、数秒で見積もりを取得してください。