AIM3Dは、射出成形部品に匹敵する成形強度を備えた特許取得済みのVoxelfillマルチマテリアル3Dプリントプロセスを発表しました。

AIM3Dは、射出成形部品に匹敵する成形強度を備えた特許取得済みのVoxelfillマルチマテリアル3Dプリントプロセスを発表しました。
2024年9月26日、Antarctic Bearは、ドイツのマルチマテリアル3Dプリント企業AIM3Dが戦略的再編を経て、特許取得済みのVoxelfillプロセスの利点を実証し、3Dプリント部品の強度のばらつきの問題を解決したことを知りました。
AIM3Dチーム。写真提供:AIM3D
この新しい技術は、X、Y、Z を含むすべての方向の機械的特性を向上させ、3D プリントされた部品の強度を射出成形などの従来の製造方法で達成される強度に近づけます。プロセスを検証するための徹底的なテストを行った結果、AIM3D の Voxelfill プロセスにより、部品全体の引張強度と耐久性が大幅に向上しました。
「Voxelfillプロセスは、もちろんプラスチックや繊維充填プラスチックの3Dプリントに特に適していますが、CEMプロセスを使用した金属やセラミック部品の3Dプリントにも適しています」と、AIM3DのCTOであるクレメンス・リーバーワース氏は語ります。「一般的に、主な利点は、より速い造形速度とクロスレイヤー充填です。」
ExAM510 3Dプリンター。写真提供:AIM3D。
Voxelfillは引張強度を高め、コスト効率を改善します
Voxelfill プロセスでは、3D プリントされた部品の引張強度を射出成形強度の 80% まで、場合によっては 100% まで高めることができます。このプロセスでは、押し出し印刷と射出成形を組み合わせることで従来の 3D 印刷の Z 軸の弱点を解決し、異方性を低減して構造の完全性を向上させます。
Voxelfill プロセスは、バリエーション A、B、C を含むさまざまな方向でテストされ、水平面 (XY) と垂直平面 (Z) での引張強度が評価されました。水平コンポーネントは53 MPaの強度を達成し、垂直サンプル (通常 3D プリントの弱点) の強度は20 MPa (従来の印刷) から40 MPa (Voxelfill を使用) に向上しました。空気の混入を最小限に抑え、引張強度を向上させるために、充填密度を高めることに重点を置いて、さらなる最適化が進行中です。
AIM3Dによれば、同社のペレット3Dプリンターはコスト効率の高い生産も可能にするという。これらのプリンターは、リサイクル材料を使用し、材料コストを削減することで、従来の FDM プリンターに比べてより経済的なソリューションを提供します。リーバーワース氏は、同社の複合押出成形(CEM)技術によりコストが削減され、射出成形部品と同様の機械的特性を持つ部品の製造が可能になると強調した。
Voxelfillと従来のプラスチック3Dプリント部品の引張強度の比較。画像はAIM3Dより。
材料の多様性と幅広い産業用途
Voxelfill は、PA6 GF30 や PETG などの繊維充填ポリマーや、ULTEM 9085 などの高性能熱可塑性プラスチックなど、幅広い材料と互換性があります。この汎用性により、耐久性と耐熱性に優れた材料を必要とする自動車、航空宇宙、鉄道車両、防衛などの産業に適しています。特に、Sabic ULTEM 9085 は難燃性があり、高温に耐えることができるため、要求の厳しい用途に最適です。
Voxelfill プロセスはマルチマテリアル印刷をサポートしており、メーカーは部品のさまざまな部分の重量、強度、柔軟性などのさまざまな特性をカスタマイズできます。この機能は、軽量で耐久性のある部品の製造に特に役立ち、プラスチック、金属、セラミック材料と互換性があるため、産業用途がさらに広がります。
同社によれば、PETG GF30などの繊維充填材料に対する最近のテストでは、Voxelfillの利点が明らかになったという。水平サンプルの引張強度は 72.4 MPa に達し、垂直サンプルの引張強度は 40.7 MPa に達し、従来の 3D 印刷方法で通常得られる結果をはるかに上回りました。この技術により、標準的な 3D プリント部品の強度均一性がわずか 25 パーセントから 81 パーセントに向上します。
さらに、Voxelfill を搭載した AIM3D ExAM 510 システムは現在 150 cm³/h の造形速度をサポートしており、将来的にはアップグレードにより容量を 300 ~ 600 cm³/h に増やす予定です。このシステムは、高温環境下での耐久性に優れていることで知られる難燃性素材である PEI (ポリエーテルイミド) もサポートしています。このシステムと Sabic ULTEM 9085 を併用すると、射出成形部品に非常に近い特性を持つ部品を製造できます。
同社は、材料の汎用性と性能の最適化に重点を置いて、Voxelfill プロセスを継続的に改善していく予定です。 AIM3D の Voxelfill 技術は、引張強度をさらに向上させ、さまざまな産業分野での応用を拡大する可能性を秘めており、3D プリントの将来において重要な役割を果たすことが期待されています。
過去には、Voxelfill プロセスはデンマークのソフトウェア会社 Create it REAL によって使用されていました。同社は AIM3D と協力し、SlicEx ソフトウェアを通じて Voxelfill プロセスを ExAM 255 および ExAM 510 システムのプラグインとして統合しました。 Formnext 2023では、両社が金属、プラスチック、セラミック製の3Dプリント部品の密度を選択的に制御できるソフトウェアとプラグインを実演しました。
マルチマテリアル印刷、プラスチック、射出成形

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