サブトラクティブ マニュファクチャリングとアディティブ マニュファクチャリング

特に航空宇宙などのハイテク産業で 3D プリントなどのアディティブ マニュファクチャリングの採用が拡大する中、Spatial の製品管理ディレクター、Ray Bagley に話を聞きます。 魅力的なトレンドを理解するために。

このインタビューで、Ray は、何十年にもわたって製造プロセスの主力であったサブトラクティブ マニュファクチャリングが、アディティブ マニュファクチャリングとどのように異なるか、また、アディティブ マニュファクチャリングが新しい利点と課題に関して提供するものについて考察します。

インタビュアー: アディティブ マニュファクチャリングとサブトラクティブ マニュファクチャリングの主な違いを明確にすることから始めましょう

レイ・バギー :減法では、マテリアルの塊から始めて、最終的な形状に到達するまで少しずつマテリアルを削除します。除去は、フライス削り、旋削、穴あけ、浸食、研磨、またはハンマーとノミによって行うことができます。

アディティブ マニュファクチャリングでは、何もないところから始めて、最終的な形状に到達するまで、必要な場所にのみ材料を少しずつ追加します。さまざまなアディティブ テクノロジがありますが、通常、1 台のマシンはそのうちの 1 つだけを使用します。

減算製造の例

インタビュアー: 具体的なサブトラクティブ マニュファクチャリングの例を挙げていただけますか?

レイ・バギー :除去製造の最も一般的な例は機械加工です。 CNC ミルには回転工具があり、金属を切削します。また、CNC (Computer Numerical Control の略) を使用すると、コンピューターでプログラムすることができるため、凝った形状を作成したり、何度も繰り返し実行したりできます。ミリングは、最も一般的な減算操作です。

旋盤を使用して部品を固定カッターに回転させる旋削は、除去加工製造の 2 番目に一般的な形式ですが、少量の材料を除去するために侵食と研削が使用されます。減法によるアプローチや方法は数多くありますが、フライス加工と旋削加工が最も一般的です。

アディティブ マニュファクチャリングのメリット

インタビュアー: アディティブ マニュファクチャリングが提供し、サブトラクティブ マニュファクチャリングが提供しない主な利点は何ですか?

レイ・バギー ：サブトラクティブ マニュファクチャリングでは、空気にお金がかかります。つまり、その材料を元の在庫から取り除く必要がある場所では、サイクル タイムがかかり、したがって費用がかかります。

複雑さは、削除できるものに限定されます。減算方式の組み合わせでは作成できない形状を設計するのは非常に簡単です.

加算では、複雑さ (および空間) は自由ですが、材料は高価です。有機的な形状、内部通路、格子、および印刷には適しているが機械加工できないその他の多くの形状。

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インタビュアー: どのような状況でそれぞれを使用するのが理にかなっていますか?

レイ・バギー :Additive は、総体積に対する材料の比率が低い、またはおそらく非常に複雑で機械加工が困難または不可能な形状 (ラティスやスケルトンなど) のまばらなデザインの場合に最適です。

ストックから除去する材料の量が比較的少ない場合は、減法の方が適しています。通常、穴や特徴が少ないブロックは、印刷するよりも機械加工の方がはるかに安価です。

積層造形の問題

インタビュアー: アディティブ マニュファクチャリングがより広く使用されるためには、どのような障害を克服する必要がありますか?

レイ・バギー :予測可能性と制御。

予測可能性

今日、誰かが 3D プリンターを購入して部品のプリントを確実に開始することは困難です。印刷用の部品を正しく準備する方法、サポートを適用する方法、重大な欠陥なく正常に印刷する方法、後処理を最小限に抑える方法、および結果の物理的特性を制御する方法を学ぶ必要があります。

ほとんどの人は、新しいデザインを確実に印刷できるようになるまでに、非常に多くの実験や印刷の失敗を経験します。この専門知識の多くをソフトウェアに組み込む必要があります。これにより、新しいマシンまたはプロセスが生産的に使用されるまでの時間が短縮され、確立されたマシンの生産性が向上します。

資材管理

プロセスと材料の管理は別です。 Ti-6Al-4V チタンのブロックを購入し、それを部品に機械加工すると、その材料の機械的特性から何を期待できるかが、高い信頼性でわかります。

しかし、粉末の同じ材料を購入して部品を印刷すると、印刷中の複数の溶融サイクル、多孔性などを考慮すると、最終的な材料特性は大幅に不確実になります。

材料特性に対するこれらすべてのプロセス効果を特徴付けて標準化することは、アディティブ マニュファクチャリングを製造の主流にするための鍵です。