3D プリントで手頃な価格の鋳造金属部品を作成
キャスタブル FDM プリントを使用して、インベストメント鋳造により低コストの金属部品を製造する方法を学びましょう。
3D プリントを使用して金属部品を製造する
DMLS
DMLS は、高レベルの寸法精度で金属部品を製造するために使用される粉末床溶融技術です。 3D プリントの付加的な性質は、非常に複雑なデザインを作成できることを意味します。 DMLS が提供する自由な設計により、重量の最適化と性能が重要な多くの業界 (自動車および航空宇宙) で採用されています (民間航空機の運航コストは約 1000 ユーロ/kg であり、軽量化は運航コストの大幅な削減につながります)。このため、これらの業界は、複雑で軽量な部品を製造するコスト削減に基づいて、DMLS の高い部品あたりのコストを正当化しようとしています。 3D プリント サービス プロバイダを利用する場合と、独自の金属 3D プリンタを購入する場合のコストを常に比較することをお勧めします。
DMLS は、アルミニウムやステンレス鋼を含む幅広い金属から部品を製造できるほか、チタンなどの歯科や医療業界で使用される珍しい生体適合性材料も製造できます。 DMLS の主な制限は、他の 3D プリンティング技術と比較して、コストが高いこと、ビルドサイズが小さいこと、リードタイムが長いことです。パーツには、歪みや反りが発生する可能性を抑えるためにサポート材も必要ですが、これも印刷後に除去する必要があり、リードタイムとコストがさらに増加します。
多数の金属製のクラウンとブリッジのコーピングを 1 つのプリントで印刷(画像提供：レニショー)
インベストメント鋳造
インベストメント鋳造プロセスでは、残留物がなく非常にきれいに燃え尽きるため、伝統的にワックス パターンを使用して鋳造用の型を製造します。下の画像はプロセスを示しています。
少量のインベストメント鋳造では、伝統的に CNC を介してワックス ブロックからパターンを機械加工します。あるいは、より大きなシリーズの場合は、金型を機械加工し、その金型を使用してワックスを鋳造することによってパターンを作成します。工具は非常に高価な投資であり、金型の製造には非常に長い時間がかかることがよくあります (2 ～ 6 週間)。
3D プリンティングは現在、鋳造可能な材料からパターンを生成するために、さまざまなインベストメント鋳造用途と組み合わせて定期的に使用されています。キャスタブル 3D プリントは歯科業界や宝飾品業界では一般的であり、通常は SLA / DLP 印刷プロセスを通じて製造されます。これは、非常に滑らかな表面と非常に細かいディテールを備えた部品を製造できるバット光重合技術です。 SLA に関する主な制限は、プリンターのビルド ボリューム サイズ、またはより大きなパターンにかかるコストの高さです。大型の金属部品の場合、キャスタブル FDM はコスト効率が高く、迅速なソリューションを提供します。
小さく複雑なデザインは SLA インベストメント鋳造に最適です。上の画像は、SLA プロセスを介して印刷されたキャスタブル パターン (左) と最終的なキャスト リング (リング) を示しています。(画像提供:Formlabs)
大型の金属部品の場合、キャスタブル FDM はコスト効率が高く、迅速なソリューションを提供します。
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