アディティブ 製造 試造から最終使用生産への移行
積層造形は、試作品製作を超えて、航空宇宙、医療、自動車市場向けの最終製品コンポーネントの製造へと移行しています。デジタルモデルをレイヤーごとに物理的な部品に変換することで、この技術は、減算造形に関連する形状と材料の従来の限界に挑戦しています。
レイヤーごとに構築された製造モデル
部品の形状を整えるために材料を除去するフライス加工や穴あけ加工などの減算プロセスとは異なり、積層造形はCADソフトウェアを使用してデジタルモデルをスライスし、その後レイヤーごとに材料を堆積させます。このアプローチは、いくつかの産業上の利点を提供します。
- 高い材料効率:材料は必要な場所にのみ使用されるため、廃棄物が削減されます。
- 設計の自由度:従来のプロセスでは容易に製造できない複雑な内部構造や形状が可能になります。
- ツーリングの独立性:高価な金型や専用治具が不要になり、設計から製造までのパスが短縮されます。
- オンデマンド製造:デジタルインベントリは、大規模な在庫なしで小ロットおよびカスタマイズされた部品をサポートします。
このプロセスは、必要な場所にのみ材料を配置することで廃棄物を削減できます。また、従来のツーリングでは容易に製造できない複雑な内部チャネルや形状を可能にしながら、高価な金型や専用治具の必要性を削減します。
主な積層造形プロセスを概観
いくつかのプロセスファミリーが産業用積層造形を支配しており、それぞれが材料を結合または溶融するための独自のメソッドを持っています。
| プロセス | コアテクノロジー |
|---|---|
| LPBF | レーザーを使用して金属粉末床を選択的に溶融します。 |
| DED | 材料を堆積させながら同時に溶融します。 |
| バインダージェッティング | 液体バインダーを使用して粉末粒子を接合します。 |
| EBM | 電子ビームを使用して真空中で金属粉末を溶融します。 |
| MIM | 積層造形の設計自由度と粉末冶金技術を組み合わせます。 |
材料科学が性能を形成する
産業用積層造形の性能は、材料科学の進歩に大きく依存します。金属粉末、特にニッケル、チタン、コバルト合金は、高性能部品の中心です。ガスアトマイズ法は、制御された球形度と粒子径分布を持つ粉末を製造するために使用され、要求の厳しい航空宇宙および防衛アプリケーションをサポートします。
粉末の品質は、溶融安定性と最終密度に影響します。球形の粒子とタイトなサイズ分布は、気孔率と欠陥を減らすのに役立ち、航空および医療コンポーネントにとって重要な要件です。
デジタルインベントリから工場現場へ
積層造形のツーリングフリーの性質は、デジタルインベントリと小規模な生産に対応します。カスタマイズされた部品はオンデマンドで納品できるため、メーカーは完成品の大量在庫を保持することなく、小ロットのニーズに対応できます。
よくある質問
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