3Dプリント後処理のルーチン分析

3Dプリント後処理のルーチン分析
この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-3-22 10:14 に最後に編集されました。

複雑な形状を持つ機能的に統合された部品を製造することは、3D 印刷技術の主な利点の 1 つですが、3D 印刷された部品は表面品質の向上という課題にも直面しています。 3D プリントされた部品の後処理は、表面品質を向上させる効果的な方法です。では、後処理技術の効果を最大限に発揮するにはどうすればいいのでしょうか? 後処理技術は 3D プリント部品の設計に影響を与えますか? 後処理機器やサービスの研究開発に携わるアメリカの企業、Bel Air Finishing Supply は、これらの問題に対していくつかの提案を行っています。

3Dプリントの後処理には「ルーチン」がある

すべての 3D プリント部品を後処理できる単一のテクノロジーは存在しません。 3D プリントされた部品の表面品質は、プリンターの種類、印刷技術、材料の粒子サイズなど、多くの要因によって影響を受けます。後処理技術は、印刷材料、印刷技術、部品の形状に合わせる必要があり、部品の後処理に複数の異なる技術が使用される場合もあります。

3D プリント部品を設計する際には、3D プリントのプロセス以外にも考慮すべき点が数多くあります。例えば、本来 5 つの部品で構成されているコンポーネントを、全体として統合された部品として設計し、3D プリンター装置で製造することができます。ただし、この設計を採用する場合は、印刷後の表面処理要件を考慮する必要があります。従来の仕上げ技術は、このような 3D プリント部品には適さない場合があります。この場合、設計を再調整し、一体型部品を 2 つの部品に分割し、印刷後に組み立てることを検討する必要があります。設計を調整した後、標準的な仕上げ技術により、3D プリント部品の表面処理要件を満たしながら、効率的な生産を確保できます。

必要な 3D プリント方法を決定して部品を設計する前に、部品の表面品質の要件を決定します。同じ 3D プリント部品であっても、位置によって表面仕上げが異なる場合があります。たとえば、下の図では、部品の 7 つの異なる位置で表面仕上げが大きく異なりますが、これはプリント部品の成形方向とプリントベース上の配置に関係しています。したがって、最良の表面仕上げを得るためには、選択した 3D プリント技術に応じて部品の主要表面の成形方向を把握する必要があります。考慮すべきもう 1 つの要素は印刷速度です。印刷速度と表面仕上げは、負の相関関係にある 2 つの要素です。さらに、部品の表面仕上げは、後処理中に除去される材料の量に関係します。一般的に、印刷された部品の表面仕上げが低いほど、後処理中に除去する必要がある材料が多くなります。

後処理技術を十分に理解する。 3D プリントには、ウォーター ジェット洗浄やウェット グラインディングなど、多くの後処理プロセスがあります。多くの後処理プロセスでは、ある程度の材料除去が伴います。したがって、部品の形状を設計する際には、後処理プロセスを考慮し、この除去を補正する方法を検討する必要があります。
パウダーベッドプロセスで印刷されたナイロン部品の場合、ウォータージェットプロセスを使用して印刷後に余分な印刷パウダーを除去し、表面仕上げを向上させることができます。
後処理前の 3D プリント部品。右の写真は 200 倍に拡大した画像です。

湿式研削後の 3D プリント部品。右の写真は 200 倍に拡大されています。

後処理の結果とデータを収集し、次の設計最適化に使用します。最初に印刷された部品を後処理した後、寸法公差、表面仕上げ、後処理で失われた形状を評価し、この情報を設計チームにフィードバックして、設計を最適化するときに加工許容値を増やすか、部品を複数のコンポーネントに分割するかを検討します。

左1: 後処理なしの最初の3Dプリントされたエアコンプレッサーブレード。左2: 研磨後のプリントブレード。先端に欠陥あり。右1: 最初のプリントと後処理の結果を参照した後、プリント中にブレードの位置を変更しました。

使用する後処理プロセスを理解し、検証するために時間を取ってください。条件が許せば、さまざまな処理技術を使用して製品のプロトタイプを製造し、表面処理を実行して結果を分析し、各プロセスの制限を理解します。

出典: 3D Science Valley 詳しい情報:
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分析、3D プリント、印刷、ポストプリント、ポスト処理

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