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3Dプリント
3D プリンティングは積層造形とも呼ばれ、材料を層ごとに構築することでデジタル デザインから物理的なオブジェクトを作成します。プロトタイプ、カスタム部品、ツール、医療モデル、航空宇宙部品、小ロット生産に使用されます。
3D プリントとは
3D プリンティングは、デジタル モデルを物理的なオブジェクトに変える一連の製造プロセスです。ブロックから形状を切り出したり、金型で材料を形成したりする代わりに、機械が制御された層に材料を追加します。その結果、迅速なプロトタイプ、カスタム ツール、交換部品、または完成したコンポーネントが得られます。
ファイルからオブジェクトへ
一般的なワークフローは、コンピューター支援設計ファイルまたは 3D スキャンから始まります。ソフトウェアはモデルをチェックし、方向を決め、レイヤーにスライスし、機械命令を作成します。次に、プリンタは、部品が完成するまで、それらの指示に従って材料を堆積、硬化、溶解、結合、または焼結します。
主要なプロセス ファミリ
さまざまな 3D プリント プロセスは、さまざまな方法で機能します。材料の押し出しでは、溶けたプラスチックがノズルから押し出されます。バット光重合は液体樹脂を光で硬化させます。粉末床融合では、熱またはレーザーを使用して粉末を融合します。バインダージェッティングにより粉末を接着します。指向性エネルギー蒸着により、材料を所定の位置に溶かしながら追加します。
材質と特性
プリンターと同じくらい素材も重要です。デスクトップのプラスチック部品、歯科用樹脂モデル、および金属製の航空宇宙用ブラケットには、異なる要件があります。強度、耐熱性、表面仕上げ、気孔率、化学的安全性、寸法精度はすべて、材料、機械設定、設計、後処理ステップに依存します。
プロトタイピングとカスタマイズ
3D プリントは、チームが形状を迅速にテストする必要がある場合や、従来の生産ではツールに費用がかかる部品を作成する必要がある場合に特に役立ちます。エンジニアはプロトタイプを反復し、医師は患者固有のモデルを計画し、メーカーはカスタムの治具、治具、アダプター、修理部品を製造できます。
工業生産
産業界では、形状、軽量化、カスタマイズ、または少量生産の経済性が正当化される場合、積層造形が使用されます。複雑なチャネル、格子、統合アセンブリ、およびスペアパーツをオンデマンドで作成できます。すべての部品を成形、鋳造、機械加工するよりも自動的に安くなったり早くなったりするわけではありません。
品質と安全性
信頼性の高い 3D プリンティングは、測定、再現性、材料のトレーサビリティ、機械のキャリブレーション、プロセスの監視、および規格に依存します。安全性も重要です。一部のプリンターでは、換気と慎重な取り扱いが必要な、高温の表面、レーザー、微粉末、溶剤、または樹脂を使用しています。重要な部品には検査と認定が必要です。
なぜそれが重要なのか
3D プリンティングが重要なのは、デザインと製造の間のつながりを変えるからです。これにより、他の方法では製造が難しい形状を作成したり、開発サイクルを短縮したり、オブジェクトをカスタマイズしたり、分散生産を検討したりすることができます。また、認証、知的財産、修理権、安全性、サプライチェーンについても疑問が生じます。