先進サーボモーターが次世代3D金属印刷を牽引

最先端サーボモーター設計、高度に適応可能なロボット、先進テクノロジースイートの融合が、現代製造業における新たな製造手法の波を推進しています。この進化の中心にあるのはサーボモーターとロボットで、プロトタイプ、部品、完成品の作り方を再構築しています。

相補的な2つのアプローチ——付加製造（AM）と除去製造——がこの変革の基盤となっています。AMは一般に3D印刷として知られ、デジタル設計データを用いて固体の三次元オブジェクトを底から層ごとに構築し、しばしば廃棄物ゼロでニアネットシェイプ（NNS）部品を生産します。

自動車、航空宇宙、エネルギー、医療、輸送、消費財などの産業が、シンプルから複雑な製品設計までAMに依存するようになっています。対照的に、除去製造は高精度切削や加工で固体ブロックから材料を除去し、3D製品を作ります。

根本的に異なるものの、付加と除去のプロセスは相互排他的ではありません。プロトタイプをまずAMで作り、その後除去技術で仕上げたり量産したりすることが一般的です。ハイブリッドワークフローは、摩耗部品の修復や最小リードタイムでの高品質部品納入など、時間に敏感なアプリケーションで今や一般的です。

3D金属印刷では寸法精度と表面仕上げが最重要であり、エンドユーザーはステッピングモーターではなくサーボシステム搭載の3Dプリンターを好む傾向が強まっています。サーボモーターは優れたモーション制御を提供し、部品の仕上げを損なうトルクリップルとステップラインを排除します。

モーション制御スペシャリストの安川電機は、Σ-7シリーズを含むサーボモーターラインを設計しました。これらの堅牢なユニットは振動抑制フィルター、アンチレゾナンス、ノッチフィルターを組み込み、ステッピングモーターのトルクリップルが引き起こす視覚的に不快なステップラインを除去する超滑らかなモーションを提供します。

さらに、最新の速度向上により印刷速度は最大350mm/s——ステッピングモーター駆動プリンターの平均速度の2倍以上——に達します。ロータリーシステムは最大1,500mm/sの移動速度に達し、リニアサーボテクノロジーでは5m/sで移動可能。この急速な加速により、プリントヘッドがほぼ瞬時に目標位置に着座し、システム全体を減速させる必要がなくなり、品質を損なうことなく時間あたりの部品生産数を増やせます。

サーボシステムは自動ユーザー主導チューニングも提供。オペレーターはプリンターのメカニクス変更やプロセス変動に適応するカスタムチューニングを実行可能——位置フィードバックを持たないステッピングモーターでは不可能です。

さらに、アブソリュートエンコーダーフィードバックにより、プリンターはホーミングルーチンを1回だけ実行すればよく、稼働率向上と運用コスト削減に貢献。ステッピングモーターシステムは電源投入ごとにホーミングが必要です。

サーボシステムに内蔵されたフィードバックセンシングはエクストルーダーも監視し、ボトルネックや詰まりをバッチ全体を台無しにする前に検出します。

世界で2,200万台以上のサーボシステム導入実績を持つ安川電機のモーションと制御における深い専門知識が、卓越した性能と信頼性につながっています。

詳細については、Paul Seale（paul.seale@yaskawa.eu.com）または電話 +44 (0) 1295 2727 5575 までお問い合わせください。 安川電機ヨーロッパ をご覧ください。