金属造形の現状

現状では金属を削ってモノを作る方が、「時間」も「コスト」も少なく済みますが、10年後には「コスト」が下がり、「時間」も短縮され、金属加工業であたり前のように金属３Dプリンターを活用した「ものづくり」を行っていることが予測されています。我々も、そろそろ次の時代を見据えて準備を始めないといけません。

今回は、現状の金属造形３Dプリンターが活用される為に必要な技術に焦点を当ててご紹介していきたいと思います。

アディティブ・マニュファクチャリングとは

Additive Manufacturing：積層造形　

金属３Dプリンターの加工方法には次の２種類があります。
① レーザーを照射して粉状の金属を溶かしながら積層するパウダースプレー式。ＤＭＧ森精機やヤマザキマザックが採用したのがスプレー式です。
② 加工台に金属粉を敷き詰めて固めたい部分にレーザーを照射して成形するパウダーベッド式。

速度はスプレー式、精度はベッド式が優れているとされています。こちらは樹脂でもおなじみですね。
造形時の問題点としては、樹脂と違い重量があることや温度変化による歪み、サポート材を外すことに非常に労力が必要なこと、などが挙げられます。

Netfabbとは

Netfabbは、3Dプリントを対象とした３Dデータの編集・修正、を行うためのソリューションソフトウェアです。
3Dプリントの際に問題となる、ソリッドモデル化、メッシュ容量の削減、中空化モデルの作成からパーツ同士の干渉チェックなど、3Dプリントのプロセスで必要となるモデル編集を行えます。これはまだ基本的な部分ですね。

Netfabbのすごいところは、解析とモデルへの反映にあります。
造形後形状の予測解析を行い、歪み補正を元データに反映させたり、ラティス構造を自動計算してくれるだけでなく、結果に対して強度不足の箇所を解析し、必要な個所を太らせるような処理も行ってくれます。ラティス構造を計算するWithinというソフトがあったのですが、そちらが統合されています。複数ヘッドの３Dプリンターにも対応しており、10個のヘッドを同時に制御することも可能です。

●３Dプリント時のサポート材計算
また、金属プリンターとなると、サポートも剥がす作業が大変なのですが、できるだけ仕上げ面に干渉しないようなサポートを計算してくれます。

●歩留りの計算
樹脂も金属も、パウダーヘッド方式だと歩留まりを計算したいところです。Netfabbではこちらも搭載されており、３Dの歩留まり計算で最適な結果を得ることができます。

ジェネレーティブデザイン

ジェネレーティブデザインとは、コンピュータが自己生成的にデザインを生み出す技術として知られています。2016年にオートデスク社が発表した「Dreamcatcher」は、解析技術の延長でしかなかったトポロジー最適化よりも、コンピュータが自己生成的にデザインを生み出すというコンセプトになっています。

●シェイプ最適化・トポロジー最適化
ジェネレーティブデザインの基本となる機能です。近年の３DCAD業界では、各社「シェイプ最適化」機能を発表しています。上記の「Dreamcatcher」ほどのことはもちろんできませんが、どのように荷重解析を行い、形状を最適化させるか、検証する価値は十分にあると思います。

おすすめは「Autodesk Fusion 360」を無料ダウンロードして試してみることですね。タダで試せるとは、恐ろしい時代ですね！

ではまた次回！