Carbon の 3D プリント構造がフォーム業界に与える影響

Carbon の 3D プリント構造がフォーム業界に与える影響
最近、3D プリント会社 Carbon は、複数のエラストマー材料の複雑で多様なグリッド構造を 3D プリントすることで、現在の発泡プラスチック業界に影響を与え、さらには混乱を引き起こす可能性があると述べました。つまり、現在の発泡プラスチックは依然として快適性と安全性の面で役割を果たしていますが、Carbon は、カスタマイズされた 3D プリント構造がその独自の利点により、発泡プラスチック市場の一部を置き換えると考えています。現在の発泡プラスチックの用途は、消費者向けと工業用に分類できます。
発泡プラスチックは、その気孔構造に応じて、独立気泡型、連続気泡型、網状発泡プラスチックに分類できます。独立気泡フォームプラスチックのセルはすべてほとんどつながっていません。オープンセルフォームプラスチックのセルはすべてほぼつながっています。細胞壁がほとんどないフォームは網状フォームと呼ばれます。

民生用発泡プラスチックの用途は多岐にわたります。硬質発泡プラスチックは断熱材や防音材、配管や容器の断熱材、浮遊材、緩衝包装材などに使用され、軟質発泡プラスチックは主にクッション材、発泡レザーなどに使用されます。

工業用途では、反応射出成形法で製造されたガラス繊維強化ポリウレタンフォームプラスチックが航空機、自動車、コンピュータなどの構造部品として利用されており、また、ポリベンズイミダゾールに中空ガラス微小球を充填したフォームプラスチックは軽量で耐熱性に優れており、宇宙船にも使用されています。さらに、高性能は発泡プラスチック研究における新たな方向性とホットスポットとなっています。 高性能発泡プラスチックは、衛星用太陽電池の骨格、ロケット先端のフェアリング、無人航空機の垂直尾翼、巡航ミサイルの胴体や翼、船舶の大型レーダーカバーなど、航空、宇宙、輸送などの分野で荷重支持構造材料として使用できます。

カーボン社は、ランニングシューズのクッションソールやヘルメットのクッション材など、既存の発泡プラスチック市場を、同社の3Dプリント素材が部分的に置き換えることができると考えている。これは主に、ユーザーのニーズに基づいて格子構造を自動的に生成する Carbon の機能によるものです。具体的には、Carbon のソフトウェアを使用すると、ユーザーは部品の設計上の制約 (重量やサイズなど) と必要な機械的特性を入力するだけで、特定のニーズを満たす格子構造材料を入手できます。

画像: フォームの線形荷重圧縮と比較した、荷重圧縮を調整できる Carbon 3D プリント構造の 9 つの例 同社が説明しているように、Carbon のソリューションは、設計プロセスから不確実性を取り除き、推測を排除し、格子パラメータの独自の組み合わせをベース材料と組み合わせて、必要な特性を持つ独自の材料を生成します。

ラティス ソフトウェアは、異なるラティス構造を持つ製品を生成することもできます。つまり、単一の製品上の異なる場所に異なる密度を設定して、異なる機械的特性を実現できます。従来、一部の安全製品では複数のフォーム部品の組み立てプロセスが必要でしたが、3D プリントでは単一の製品にさまざまな機能性能領域を形成できます。 Carbon の調整可能な格子ソリューションにより、設計者は同じ材料を使用して単一のコンポーネントから作られ、異なる機械的特性を示す複数の機能領域を持つモノリシック部品を作成できます。

カーボン社は、制御された機械的特性を実現できる能力により、クッション付きの椅子やヘッドレストなど、現在快適性のためにフォームに依存している用途、ヘルメットなどの安全用途、運動器具や靴などのスポーツ用途において商業的機会が開かれる可能性があると述べています。

特に、独立気泡エラストマーフォーム材料には通気性がないため、特定の用途シナリオでは不快感を引き起こす可能性があります。 3D プリントされた格子構造は、通気性の利点があり (オープン構造であるため)、格子構造の密度分布を調整することで実際に快適性を向上させることができます。

ヘルメットや車のシートなど、衝撃を吸収するために現在発泡ポリスチレン (EPS) フォームが使用されている用途向け。カーボン社は、調整可能な 3D プリント構造により、同様の衝撃吸収効果が得られると同時に、デザイン面でも明らかな利点が得られると主張している。

現在、CarbonとスポーツブランドAdidasのコラボレーションに関しては、革新的な3DプリントFuturecraft 4Dシューズミッドソールが量産されています。その中で、Carbon3D でプリントされた弾性構造は、スポーツシューズのミッドソールの製造に一般的に使用される EVA フォームを置き換えることができます。

カーボン・コーポレーションによれば、カーボンとアディダスはフットウェアの機能的パフォーマンスを新たなレベルに引き上げたという。シューズのミッドソールには、かかとと前足部に異なるドット構造が採用されており、ランニング時に足のさまざまな部位のさまざまなクッションニーズに対応します。

出典: 3Dサイエンスバレー
自動車、ソフトウェア、航空宇宙、輸送、航空

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