アディティブマニュファクチャリングとは

アディティブマニュファクチャリングとは

材料を積層することによって立体物を造形する手法です。3Dプリンタ、付加製造、アディティブ製造、積層造形、AM技術とも呼ばれます。物を作っていく方法として、大きく3つの製造方法に分類してみます。

アディティブマニュファクチャリングは、従来の①、②の製造方法とは違い、材料を積み上げて製造していきます。

FDM(材料押出)方式では、材料のフィラメントを溶かして、ヘッドから吹出し、ひと筆書きの要領で板の上に描き、それを一層ずつ積み重ねて形を作っていきます。

AMのメリット

アディティブマニュファクチャリングによるメリットは何でしょう。アディティブマニュファクチャリングによるメリットを「企画から保守まで」各工程ごとに考えてみます。

<デザインの自由さ>

従来の切削加工ではドリルが回り込めないような形も、3Dプリンタであれば材料を積層していくので、問題なく形状を作成することが可能です。アリの巣のような複雑な中空形状や有機的な形状、ラティス構造など、今までの製造工程にとらわれない、自由度が高く複雑な形状を作成することができます。また、トポロジー最適化やジェネレーティブデザインから創出された形状もAMであれば形状作成可能です。

<部品の軽量化>

航空宇宙産業や自動車産業の領域ではAMを使用した軽量化が進んできています。トポロジー最適化技術を利用し、強度を保ったままでの軽量化や部品内部の強度に不必要な部分をラティス構造化することによって軽量化することができます。

<一体成型>

3Dプリンタで造形する場合は、アセンブリをおこなった状態で造形することができます。パーツとパーツの間にクリアランスを取ることにより、組み込んだ状態で造形することが可能です。これにより組み付けの手間が不要となり、強度も上がります。

3つのパーツを組付けたまま3Dプリンターで造形。パーツとパーツの間にクリアランスを取ることで稼働。これにより組み付けの手間が不要となり強度も上がる。

<デザインの自由さ>

従来の切削加工ではドリルが回り込めないような形も、3Dプリンタであれば材料を積層していくので、問題なく形状を作成することが可能です。アリの巣のような複雑な中空形状や有機的な形状、ラティス構造など、今までの製造工程にとらわれない、自由度が高く複雑な形状を作成することができます。また、トポロジー最適化やジェネレーティブデザインから創出された形状もAMであれば形状作成可能です。

<小ロット・カスタマイズ製品への対応>

従来の製造方法だと金型の製作費、工場の設備費等、多大なコストがかかります。このため大量生産をする必要がありました。3Dプリンタでの製造では金型や大掛かりな設備が不要です。そのため初期の導入コスト抑えることができます。3Dプリンタを使うことにより、新しいアイディアを気軽に製品にしたり、小ロットで多品種の製品を製造するといったことが可能となります。

<治工具の内製化>

治工具の内製化することによって、治具作成までの製造時間を短縮し、製造コストを削減します。また製造現場での問題を即時にモデルに反映させ、結果的に製造コストを削減することができます。ただし、全てを3Dプリンタで作成するのではなく、治具の使用用途、材料、強度等を考慮し、製作する治具またはパーツを選定することがポイントになります。

AMの課題

続きはまた後日アップいたします。

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