3Dプリントが金型業界をリードする方法をご覧ください

金型業界は過去数十年で成熟した安定した業界に発展してきました。新しい成形加工技術の継続的な出現も金型業界の様相を変えています。特に3Dプリント技術の出現により、スピードは絶えず更新されており、金型業界もこの流れの中で変化していきます。

金型業界の現状<br /> 成形される材料の違いにより、金型は金属製と非金属製の金型に分けられます。金属製の金型には主に鋳造金型とスタンピング金型が含まれ、非金属製の金型には主にプラスチック金型が含まれます。金型には主にプラスチック金型とスタンピング金型があり、プラスチック金型は主にプラスチック製品のプレス成形に使用され、スタンピング金型は主に金属材料の冷間スタンピング成形に使用されます。金型は部品成形工程における重要な工程設備であり、自動車・バイク、モーター・電化製品、ITエレクトロニクス、OA事務機器、輸送設備、建材・衛生陶器、医療機器などの製造業における重要な基礎設備です。金型で成形された製品は、精度が高く、一貫性が良好で、外観が美しいため、航空機、船舶、高速鉄道などの機器の構造や内装部品の製造にますます使用されています。さらに、生産プロセスは高効率、大規模、材料節約、省エネを実現できるため、金型は現代の工業生産の母として称賛されることが多いです。
金型は製造業において重要な役割を果たしているため、金型の設計と製造は製造業の重要な分野となっており、金型製造業は常に世界の先進工業国から注目され、注目されています。金型自体の特性により、現代の金型会社のほとんどは技術集約型、資本集約型、高品質労働集約型であり、社会的利益も高く、金型製造業界はハイテク製造業界の一部となっています。金型技術のレベルは、国の製造業のレベルを測る重要な指標となっている。

金融危機の影響を受けて、中国には多数の金型工場があり、それらの間の競争が激化しているため、金型がもたらす利益も継続的に減少しています。さまざまな支出の増加と人件費の上昇は、すべて金型業界の発展に影響を与えています。また、人口の高齢化に伴い、今後の開発においても重要な金型人材が不足し続ける可能性があります。

3D プリントの用途<br /> 製造業における金型業界は、基本的に製造業の産業チェーン全体にまたがる業界であり、製造業のあらゆる部門と密接に関連しています。よりスマートでつながりのある時代において、製造と金型は互いに大きく依存しており、私たちの生活の中の無数の製品は、成形（射出成形、ブロー成形、シリコン）または鋳造（インベストメント成形、砂型鋳造、スピニング）によって作られています。用途が何であれ、金型を製造することで品質を維持しながら効率と利益を向上させることができます。 CNC 加工は、金型製造において最も実用的かつ一般的に使用されている技術です。信頼性の高い結果が得られますが、非常に高価で時間がかかるため、金型業界の発展も制限されるため、多くの金型製造会社はより効果的な代替手段を探し始めています。金型は一般に少量生産され、複雑な形状をしており、3D プリントに非常に適しているため、積層造形 (ALM、つまり 3D プリント) による金型製造は非常に魅力的な方法となっています。そのため、3Dの普及は金型業界に大きな影響を与えています。3Dプリント材料の継続的な研究開発が行われると、金型部品の印刷に適した材料が登場し、3Dプリント技術は進歩し続け、精度と正確さがさらに向上し、金型業界の現状が覆される可能性があります。

金型の製造および加工において、3D プリント技術は次の点で活用できます。
成形（ブロー成形、LSR、RTV、EPS、射出成形、パルプモールド、可溶性コア、グラスファイバーモールドなど）
成形（熱成形、金属ハイドロフォーミングなど）
鋳造用金型（インベストメント金型、砂型、スピニング金型など）
機械加工、組立、検査（固定治具、移動治具、モジュール式治具など）
ロボットのエンドエフェクタ（グリッパー）。

3Dプリントの利点
1. 金型設計の改善により、最終製品の柔軟性が向上します。 3D プリンティングは、製品モデルの継続的なテストを通じて新しい機能を追加し、製品を改善しながら、コストを増やすことなく製品の多様性を高めることができます。
2. 製造コストの削減。使用される材料が非常に高価で、従来の金型製造では材料の廃棄率が高くなる場合、3D プリントにはコスト面での利点があります。また、3D プリントでは短時間で正確な金型を製造できるため、製造プロセスと利益にプラスの影響を与えることができます。生産開始後に金型を修正する必要が生じることもよくあります。 3D プリントの柔軟性により、エンジニアは無数の反復を同時に試すことができ、金型設計の変更に関連する初期コストを削減できます。

3. 金型製造サイクルが短縮されます。 3D プリントされた金型は、製品開発サイクル全体を短縮し、イノベーションを推進する源となり、企業が金型をより頻繁に交換および改良できるようになります。これにより、金型設計サイクルを製品設計サイクルに合わせることが可能になります。
4. 最適化ツールは、人や物の特性により適合します。 3D プリント技術を応用することで、企業は廃棄され要件を満たさないツールだけでなく、いつでもあらゆるツールを再生することができます。 3D プリントにより、最小限の時間と初期コストで、ツールを最適化し、限界性能を向上させることがより経済的になります。技術者は設計時に人間工学をさらに考慮して、操作の快適性を向上させ、処理時間を短縮し、使用と保管をより便利にすることができます。
5. カスタム金型は最終製品のカスタマイズに役立ちます。生産サイクルの短縮、より複雑な形状の製造能力、最終製造コストの削減により、企業はカスタム部品の製造をサポートするために大量のカスタマイズされたツールを作成できます。 3D プリントされた金型は、医療機器や医療業界などのカスタマイズされた生産に非常に役立ちます。
例えば、医療業界では、現在の組織、骨、歯のモデルは活性生体組織の印刷を実現しており、人間の臓器も印刷できるようになりました。現在の医療方法は変わると思いますか？

3D プリントとの統合<br /> 現在、3D プリント技術と従来の加工技術の短所と利点を考慮して、それらを互換性と補完性を持たせることが、3D プリント技術の現在の発展方向です。たとえば、企業が新製品を開発する場合、サンプルの製造には 3D プリント技術を使用し、大量生産には従来の製造技術を使用することができます。これは、まず金型を作り、次に金型を通してサンプルを作り、そして最終的に満足のいくサンプルを作る前に何度も修正を加えるという従来の金型製造のステップが不要になるだけでなく、従来の大量生産によって 3D プリントの遅さと最終製品の製造コストの高さという欠点を補うことができ、市場投入までの時間を短縮し、経済効率を向上させることができるためです。

3Dプリント材料の研究開発では、工業材料の製造方法を分析し、従来の製造における速溶性接続技術と組み合わせて、工業生産と3Dプリント用の高品質で低コストの材料を開発する必要があります。加工機械の組み合わせ、3DプリンターとCNC工作機械の組み合わせにより、よりハイテクな機械を作成し、より多くの利点を集約します。

まとめると、わが国における 3D プリント技術の発展はまだ遅く、従来の金型製造に取って代わるには時間がかかるでしょう。これは金型業界にとってもチャンスであり、金型業界はこの時期を利用して3Dプリント技術を獲得しながら発展・変革することができます。従来の金型業界では、次のような側面からそれを行うことができます。

1.金型業界は自らの発展に努めると同時に、自社の3Dプリント技術者を育成し、より多くの主要ポジションの従業員が3Dプリントの体系的な知識を習得できるようにする必要があります。同時に、製品モデルの開発、サンプル作成、モデルの修正、製品の性能分析などを継続的に実践する必要があります。

2.金型会社は、従業員に危機意識を持たせ、新しい技術や方法を継続的に研究するよう促し、3Dプリントを従業員にさらに浸透させるよう教育する必要があります。企業も、十分な能力があるときに 3D プリンターを購入して使用し、よりよいサービスを提供できるようにする必要があります。

出典: Molding Insider

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