設計・製造ソリューション展(DMS)で砂型積層3Dプリンターを見てきました

新しい3Dプリンターの展示

設計・製造ソリューション展(DMS) 2017では、HP社のボクセル形式3DプリンターJet Fusion、中型の高精度3DプリンターRAISEなど、様々な実務利用に向けた3Dプリンターが発表されていました。
ジェネレーティブデザイン、アディティブマニュファクチャリングが現実味を帯びてきています。
コストとスピードをクリアした時点で、製造業のあり方も大きく変わることになります。

インダストリー4.0というと壮大なテーマですが、これらの技術が一般的に利用できる時代に向けて、準備を始める時期に差し掛かってきているのではないでしょうか。

砂型積層3Dプリンター

今回は、その中でもかなり実用化が進んでいる「砂型積層3Dプリンター」について取り上げてみました。
簡単に説明すると、砂を積層造形方式で3Dプリントしていくのですが、製品との境界のみ硬化させ、中身の砂は未硬化で再利用できるシステムになっています。価格も9,000万円程度になっていますので、レーザー焼結と5軸加工の複合機(数億円)と比較して導入しやすい金額になってきていると言えます。

<SCM-800>

実際に約60kgの大型鋳物を製作する期間が、木型工法だと約1か月のところ、積層工法だと約3日、と最大工期短縮90%という驚くほどのメリットが出ています。

造形手順としては、「砂を敷き詰める」⇒「バインダを砂に噴射→造形テーブルが一層下がる」を繰り返す⇒「新たな層の造形の為砂を敷き詰める」といった工程になります。
鋳物で製作されている部品の代表例としては、インバーターケース、シリンダーヘッド、ターボチャージャー、シリンダーブロック、マニホールドなどが有名です。現在では、内部構造の高効率化で、内部設計データがかなり複雑になってきており、薄肉などの対応には砂型積層3Dプリンターが最適なパーツが増えてきています。
積層砂型といえばコイワイ様が有名ですが、展示物も半分ほどご提供されていました。

鋳物業界(製造業全体かもしれませんが)の現状としては、3Kと言われていますが、3Dプリンターの導入でかなりイメージが変わってきているようです。後継者不足の問題も、3Dデータ作成などのデジタルとの融合で、若者イメージも良くなってきているようです。

砂型積層3Dプリンターのメリットまとめ

◆マスター型が不要。3Dデータから直接造形可能
◆薄肉・高精度鋳造物の製作が可能になる
◆従来の木型、砂型反転工法でできなかった構造も製作可能になる
◆熟練の技術を3Dデータに置き換え可能
◆「3Dプリンター」で若者のイメージが良くなることで、後継者不足を解消!

型を3Dプリンターで製作することは、強度、品質において非常に重要なことだと感じています。砂型積層3Dプリンターが広がることで、熟練の技術をしっかりと受け継いでいけると良いですね!