3Dプリントの産業化を促進するには、積層造形部品の設計を理解することから始まる

これに先立ち、DMG MORIはドイツの金属3Dプリンター企業Realizerの株式50.1%を取得し、正式にSLM金属3Dプリンター分野に参入すると発表していた。この買収により、DMG MORIはボルヒェンにあるRealizerの生産・組立センターを維持し、ドイツのビーレフェルトにあるDMG MORIの生産工場に粉末床レーザー溶融技術装置の生産ラインを開設することになります。

粉末床レーザー溶融技術は、DMG MORI の既存の積層造形製品ラインを補完します。以前は、DMG MORI のザウアー工場の Lasertec 65 3D ハイブリッド積層造形装置が、レーザー堆積溶接とフライス加工に使用されていました。これは、DED 直接エネルギー堆積技術とフライス加工技術を 1 つの工作機械に統合することと同等です。

DMG 森精機のマネージングディレクターであるパトリックディーデリッヒ氏は次のように述べています。「工作機械は長期的な投資であり、投資収益率は購入を決定する上で重要な要素です。競争力のある価格で部品を生産するには、機械が完全に信頼性が高く、人間の介入を可能な限り少なくして部分的または完全に自動化できる必要があります。」

Diederich 氏は、付加製造は従来の加工技術に取って代わるものではなく、それを補完するものと考えています。実際、彼は、製造プロセスにおけるさまざまな機械加工プロセスの統合と、従来の工作機械 (フライス加工センターや旋盤センターなど) との相互作用が、積層造形の成功に非常に重要であると考えています。 DMG森精機のような工作機械メーカーは、工作機械の能力に基づいて部品を製造・設計し、いわば工作機械の能力を限界まで押し上げることで、最高の効率で最高の部品を生産しています。同時に、積層造形は、従来の工作機械では製造できない革新的な部品を製造する新たな道を開きます。 ”

積層造形技術の可能性は巨大です。ディーデリッヒ氏は、15年前に見た5軸同時フライス加工技術と比較しました。「当時、私たちは皆、5軸工作機械に魅了されていました」と彼は言います。「当時、5軸工作機械を使えば、新しくて複雑な高品質の部品を製造できることに気付いただけでした。しかし、この技術が製造業界をどれほど根本的に変えるかは誰も知りませんでした。私たちは、5軸加工は興味深いが、何に使えるのかと自問していました。当時は明確な理解がありませんでした。しかし、すぐにデザイナーやエンジニアは、5軸加工によって品質が向上し、コストが削減され、生産に必要な機械が少なくなることを理解しました。その結果、企業は5軸機械を中心に製品を設計し始めました。現在、積層造形についても同じことが言えます。企業が金属3Dプリンターの機能に基づいて部品を設計する方法を理解し始めると、その可能性は大きくなります。」

しかし、現在、積層造形の導入にはいくつかの障壁が存在します。ディーデリッヒ氏は、主な障害は精神的な惰性だと考えている。付加製造によってもたらされる可能性と、材料とデザインをどのように組み合わせることができるかについて学びます。積層造形用の部品の設計は、従来の考え方とは大きく異なります。従来の機械加工では、固体チタンブロックから部品を加工するため、大量のチップ破損が発生し、材料の無駄が生じます。さらに、製造仕様を含む伝統的な加工技術に依存する知識ベースが世界的に構築されており、製品は本質的に特定の材料に関連付けられています。これらの材料は積層造形には適さない可能性があります。したがって、企業は既存の材料の範囲に関する考え方を変え、特定の材料ではなく特定の特性を指定することで新しい製造技術を試す必要があります。

思考意識と機械自体の開発は、今日の製造環境における産業化に向けた積層造形技術の導入を成功させるのに役立つだけではありません。 Diederich 氏によると、積層造形技術の将来の成功を左右する重要な要素は他に 2 つあります。それは、ドライブとプロセス制御ソフトウェアです。

「シーメンス NX は、強力なプログラミングパートナーです」と Diederich 氏は説明します。「私たちにとって、積層造形は別の製造ステップであり、別のソリューションではありません。積層造形マシンに投入される部品はすべて、CAD モデリングデータに基づいています。同様に、積層造形マシンで部品が完成したら、作業は終わりではありません。ほとんどの場合、後処理が必要なので、積層造形プロセスの後に部品を機械加工する必要があります。そのため、製造プロセス全体にわたって実行されるデータプラットフォームが重要です。」

さらに、プロセス制御も非常に重要だとディーデリッヒ氏は言います。「品質の一貫性が鍵となります。そのため、機械加工プロセスは常に監視および制御する必要があります。これは、航空宇宙産業で積層造形が使用される場合に特に重要です。」

出典: 3Dサイエンスバレー

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